本文關(guān)鍵詞：沙棘柔性壩對(duì)水流特性影響的野外試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：位于晉、陜、蒙交界區(qū)域的砒砂巖區(qū),是我國(guó)黃河中游粗沙多沙區(qū)的核心產(chǎn)沙區(qū),該區(qū)域面積約有1.2萬(wàn)km2,占黃河中游整個(gè)粗沙多沙區(qū)面積的7.6%,但其產(chǎn)沙粗沙量卻占整個(gè)入黃粗沙量的20-30%,加之該區(qū)域水土流失異常嚴(yán)重,成為入黃粗沙的主要來(lái)源之一。實(shí)踐證明,植物是治理水土流失的根本措施。已有研究表明,沙棘植物是治理砒砂巖區(qū)溝道水土流失的先鋒樹(shù)種,沙棘柔性壩是治理砒砂巖溝道水土流失的一種有效的生態(tài)措施,可將泥沙就地?cái)r截在溝道里,進(jìn)一步減輕黃河下游粗泥沙淤積。2013年9月,在陜西眉縣建立了西北大學(xué)沙棘柔性壩野外試驗(yàn)基地,開(kāi)展了恒定流條件下,沙棘柔性壩在不同生長(zhǎng)期(5月和9月),對(duì)水流特性的影響試驗(yàn),為進(jìn)一步探討沙棘柔性壩攔沙機(jī)理奠定基礎(chǔ)和積累數(shù)據(jù),以便為沙棘柔性壩在砒砂巖區(qū)支毛溝道內(nèi)的廣泛栽植提供理論與實(shí)踐依據(jù)。本文根據(jù)水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)的基本理論,對(duì)流經(jīng)沙棘柔性壩內(nèi)水流的特性進(jìn)行了分析,并對(duì)沙棘植物阻力特性進(jìn)行了簡(jiǎn)單探討。本次試驗(yàn)修正了以往沙棘柔性壩野外試驗(yàn)的一些不足,主要表現(xiàn)在：完善了野外試驗(yàn)設(shè)施,修建了5個(gè)試驗(yàn)床,其中4個(gè)床布置了種植參數(shù)不同的沙棘柔性壩,另1個(gè)空白對(duì)比試驗(yàn)床；在進(jìn)水口前建有矩形量水堰,實(shí)現(xiàn)了對(duì)進(jìn)口流量的實(shí)時(shí)觀測(cè)；本試驗(yàn)運(yùn)用Z L Y—Ⅰ型智能流速儀,通過(guò)聯(lián)機(jī)軟件可實(shí)現(xiàn)對(duì)流速精確測(cè)量；基于試驗(yàn)數(shù)據(jù),本文主要對(duì)沙棘柔性壩壩內(nèi)的水深及流速的縱橫向分布與變化進(jìn)行了分析。所得結(jié)果與主要結(jié)論如下：(1)分析了沙棘柔性壩的株距、壩長(zhǎng)、柔性壩床面坡度和植物生長(zhǎng)等對(duì)水深的影響,發(fā)現(xiàn)壩長(zhǎng)是柔性壩水深增加的主要影響因子,通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的比較,初步優(yōu)選出4#壩型。(2)通過(guò)分析沙棘柔性壩內(nèi)不同條件下水深縱向沿程變化,發(fā)現(xiàn)沙棘柔性壩試驗(yàn)床內(nèi)的水深與空白對(duì)比床的水深有明顯不同,沙棘柔性壩壩前段和上游區(qū)壅水相當(dāng)明顯,表明沙棘柔性壩具有顯著的阻水效應(yīng)。(3)在不同工況、不同壩型條件下,分析了沙棘柔性壩內(nèi)流速縱向沿程變化、橫斷面流速分布與變化。流速縱向沿程變化為沙棘柔性壩壩前段和上游壅水區(qū)流速明顯降低,而水流出沙棘柔性壩后,即在沙棘柔性壩壩尾處,流速驟升；通過(guò)分析橫斷面流速分布與變化,發(fā)現(xiàn)1#～4#壩與5#空白床的橫斷面流速分布顯著不同,結(jié)果表明,1#～4#沙棘柔性壩對(duì)水流有較強(qiáng)的阻滯作用。(4)運(yùn)用河流動(dòng)力學(xué)基本理論,在前人研究的基礎(chǔ)上,探討了沙棘植物的阻力、阻力系數(shù)、總邊界阻力及糙率系數(shù)的計(jì)算公式。阻力系數(shù)計(jì)算公式表明,水流的阻力系數(shù)與沙棘柔性壩壩長(zhǎng)、壩寬及坡度密切相關(guān)；糙率系數(shù)計(jì)算公式表明,沙棘柔性壩糙率系數(shù)與溝床平均種植密度及水力半徑呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)關(guān)系,與淹沒(méi)體積比成反相關(guān)的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：沙棘柔性壩 水流特性 水深 流速 野外試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV135;S157
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景11-16
• 1.1.1 問(wèn)題的提出11-13
• 1.1.2 植物柔性壩國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展13-16
• 1.2 研究目的及意義16-18
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線18-19
• 第二章 沙棘柔性壩野外試驗(yàn)區(qū)設(shè)計(jì)19-28
• 2.1 試驗(yàn)區(qū)域概況19
• 2.2 水流試驗(yàn)設(shè)施和測(cè)量?jī)x器19-21
• 2.2.1 試驗(yàn)設(shè)施簡(jiǎn)介19-20
• 2.2.2 測(cè)量?jī)x器20-21
• 2.3 壩體材料21-22
• 2.4 壩體材料的布設(shè)22-25
• 2.4.1 柔性壩內(nèi)沙棘種植方式22
• 2.4.2 壩體種植參數(shù)22-23
• 2.4.3 試驗(yàn)設(shè)施平面布置23-25
• 2.5 試驗(yàn)內(nèi)容、方法和試驗(yàn)組次設(shè)計(jì)25-28
• 第三章 沙棘柔性壩對(duì)水深的影響分析28-38
• 3.1 沙棘柔性壩平均水深沿程分布28-29
• 3.2 不同流量下水深變化29-31
• 3.3 不同生長(zhǎng)階段沙棘柔性壩水深沿程變化比較31-34
• 3.3.1 沙棘生長(zhǎng)特性調(diào)查31-32
• 3.3.2 不同生長(zhǎng)階段沙棘柔性壩水深沿程變化32-34
• 3.4 不同布置參數(shù)對(duì)水深的影響34-37
• 3.4.1 沙棘柔性壩種植參數(shù)對(duì)比34
• 3.4.2 不同種植參數(shù)對(duì)水深的影響34-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 沙棘柔性壩對(duì)流速的影響分析38-45
• 4.1 沙棘柔性壩平均流速縱向分布及變化38-39
• 4.1.1 柔性壩平均流速縱向分布及變化38
• 4.1.2 各壩阻水效應(yīng)比較及壩型優(yōu)選38-39
• 4.2 沙棘柔性壩典型橫斷面流速分布39-41
• 4.3 不同流量下斷面平均流速沿程變化41-42
• 4.4 不同坡度下斷面流速沿橫向分布及變化42-43
• 4.5 本章小結(jié)43-45
• 第五章 柔性壩水流阻力特性分析45-51
• 5.1 植物阻力研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)介45
• 5.2 柔性壩水流阻力特性分析45-50
• 5.2.1 沙棘植物的阻力及其阻力系數(shù)46-48
• 5.2.2 總邊界阻力及糙率系數(shù)48-50
• 5.3 本章小結(jié)50-51
• 總結(jié)與建議51-53
• 總結(jié)51-52
• 幾點(diǎn)建議52-53
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 致謝59

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：沙棘柔性壩對(duì)水流特性影響的野外試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：353976