黃土高原地區(qū)嚴(yán)重的水土流失不僅使黃河成為世界上含沙量最大的河流,也使該地區(qū)形成了獨特的地質(zhì)形貌。細溝侵蝕作為坡面侵蝕的主要方式之一,侵蝕性降雨匯聚成的非恒定股流是其主要的動力源。因此,從水動力學(xué)特性和細溝土壤條件兩個主要因素著手分析,揭示非恒定流下細溝形態(tài)特征和細溝侵蝕產(chǎn)沙特性在細溝發(fā)育過程中與各水力學(xué)參數(shù)的耦合關(guān)系,對深入研究細溝侵蝕機理有一定的借鑒意義。本文通過室內(nèi)人工模擬放水沖刷試驗,以安塞黃綿土為研究對象,研究4種流量組合類型(增加型、均勻型、凹陷型和峰值型)與5個坡度組合沖刷試驗下黃土地區(qū)細溝流水動力學(xué)特性、細溝橫縱斷面形態(tài)演變特性以及徑流侵蝕產(chǎn)沙機理。得出以下主要結(jié)論:(1)均勻型、峰值型和增加型的平均流速均隨坡度的增加而增加,凹陷型的平均流速隨著坡度的增加呈先增加后減小的趨勢,且平均流速、流量和坡度三者滿足冪函數(shù)關(guān)系。同一坡度下,增加型、凹陷型和峰值型各組次雷諾數(shù)基本上和流量組合類型保持一致的變化趨勢,且流量越大,雷諾數(shù)Re上下波動越劇烈。佛汝德數(shù)Fr的范圍為:1.24³.49,細溝水流均屬于急流,且佛汝德數(shù)均隨坡度的增加而增加,峰值型的Fr增速最快...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 細溝侵蝕發(fā)生及演化過程研究
        1.2.2 細溝流水動力學(xué)特性研究
        1.2.3 細溝侵蝕斷面形態(tài)研究
        1.2.4 細溝水流侵蝕產(chǎn)沙研究
    1.3 存在問題
第二章 研究內(nèi)容與方法
    2.1 研究目標(biāo)與內(nèi)容
        2.1.1 研究目標(biāo)
        2.1.2 研究內(nèi)容
    2.2 技術(shù)路線
    2.3 試驗設(shè)計方案
        2.3.1 研究區(qū)概況
        2.3.2 試驗設(shè)計
第三章 變流量組合條件下細溝流水動力學(xué)特性
    3.1 細溝水流水力要素
    3.2 試驗結(jié)果分析
        3.2.1 各流量組合類型下細溝平均流速與坡度的關(guān)系
        3.2.2 各流量組合類型下平均水深與觀測斷面的關(guān)系
        3.2.3 各流量組合類型下過水?dāng)嗝鎸挾扰c平均流速的關(guān)系
        3.2.4 各流量組合類型下雷諾數(shù)與沖刷歷時的關(guān)系
        3.2.5 各流量組合類型下佛汝德數(shù)與坡度的關(guān)系
        3.2.6 阻力系數(shù)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 變流量組合條件下細溝斷面形態(tài)研究
    4.1 各流量組合類型下細溝橫斷面形態(tài)指標(biāo)研究
        4.1.1 各流量組合類型下細溝橫面形態(tài)指標(biāo)隨沖刷歷時變化
        4.1.2 各流量組合類型下細溝橫斷面形態(tài)隨坡度變化
        4.1.3 各流量組合類型下細溝橫斷面形態(tài)隨坡長變化
    4.2 各流量組合類型下細溝縱斷面形態(tài)指標(biāo)研究
        4.2.1 跌坑發(fā)育系數(shù)SP和消能率與坡度的關(guān)系
        4.2.2 消能率與SP的響應(yīng)關(guān)系
        4.2.3 曼寧糙率系數(shù)n與跌坑發(fā)育系數(shù)SP的響應(yīng)關(guān)系
        4.2.4 曼寧糙率系數(shù)n與 L/H的響應(yīng)關(guān)系
    4.3 討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 變流量組合條件下細溝侵蝕產(chǎn)沙機理研究
    5.1 徑流侵蝕產(chǎn)沙與徑流強度的關(guān)系
        5.1.1 各流量組合類型下的徑流強度及產(chǎn)沙特征
        5.1.2 各流量組合類型徑流強度隨沖刷歷時的動態(tài)變化
        5.1.3 各流量組合類型下土壤剝蝕率與消能率的關(guān)系
        5.1.4 各流量組合類型下土壤侵蝕率與徑流強度的關(guān)系
        5.1.5 各流量組合類型在不同階段的侵蝕產(chǎn)沙特征
    5.2 各流量組合類型條件下的土壤剝蝕率與水動力學(xué)參數(shù)的定量分析
    5.3 恒定流與變流量組合條件下的水力學(xué)參數(shù)對比
        5.3.1 無量綱土壤剝蝕率與無量綱水流流速的關(guān)系
        5.3.2 無量綱土壤剝蝕率與無量綱徑流剪切力的關(guān)系
        5.3.3 無量綱土壤剝蝕率與無量綱水流功率的關(guān)系
    5.4 各流量組合類型下土壤剝蝕率與斷面形態(tài)的關(guān)系
        5.4.1 各流量組合類型下土壤剝蝕率與跌坑發(fā)育系數(shù)SP的關(guān)系
        5.4.2 各流量組合類型下土壤剝蝕率與L/H的關(guān)系
    5.5 討論
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
        6.1.1 變流量組合條件下細溝流水動力學(xué)特性
        6.1.2 變流量組合條件下細溝斷面形態(tài)研究
        6.1.3 變流量組合條件下細溝侵蝕產(chǎn)沙機理研究
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
個人簡歷



本文編號：3950041