本文關(guān)鍵詞：模擬降雨條件下坡面薄層水流水動力學(xué)特性及滾波演化規(guī)律

  更多相關(guān)文章： 模擬降雨 坡面流 阻力特性 滾波流 攝影測量法

【摘要】：坡面薄層水流水動力學(xué)特性的研究,有助于構(gòu)建土壤侵蝕模型、揭示土壤挾沙機(jī)理,但由于坡面流水深較淺,影響因素眾多且相互交叉耦合,雖已有關(guān)于坡面流水動力學(xué)特性、滾波演化規(guī)律的研究成果問世,但存疑頗多。因此,本試驗(yàn)通過模擬降雨條件下的定床放水沖刷試驗(yàn),系統(tǒng)而細(xì)致地研究了降雨強(qiáng)度、床面糙度、試驗(yàn)坡度、放水流量對坡面薄層水流的水動力學(xué)特性的影響,并給出該試驗(yàn)條件下滾波的特性參數(shù)隨影響因素的發(fā)展演化規(guī)律。截至目前,取得的主要研究成果如下:1)本試驗(yàn)給出了坡面薄層水流流速測量新方法——攝影測量法,相對傳統(tǒng)的流速測量方法,它的優(yōu)勢在于時間精度提高到了0.01s,重復(fù)測量穩(wěn)定性高(組內(nèi)變異系數(shù)范圍0.013~0.035),適應(yīng)環(huán)境性能好(組間變異系數(shù)范圍0.0260~0.0775),便于野外測量,該技術(shù)將會推動坡面流流速測量技術(shù)的發(fā)展。2)在模擬降雨條件下,本試驗(yàn)的坡面薄層水流均屬于急流,所處流態(tài)為層流、過渡流。隨著雨強(qiáng)的逐漸增大,坡面流的弗汝德數(shù)逐漸增大,然而隨著糙度的增大,坡面流的弗汝德數(shù)逐漸減小。同時,當(dāng)糙度ks￡3.68時,隨著糙度的逐漸增大,阻力系數(shù)逐漸增大,當(dāng)ks37.50時,阻力系數(shù)不隨糙度的增大而變化,基本上保持穩(wěn)定。3)在模擬降雨條件下,坡面薄層水流的阻力系數(shù)隨著雨強(qiáng)的增加而減小,即:雨強(qiáng)具有減阻作用,且光面條件下的減阻作用較加糙條件下明顯。同時,無論是在光面還是人工加糙面時,滾波流都有產(chǎn)生和消失的現(xiàn)象,該臨界值用粘深比表示為δ/h=0.3824、δ/h=0.5993,且隨著糙度的逐漸減小,滾波的過渡扇形沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。4)在本實(shí)驗(yàn)條件下,用繞流雷諾數(shù)作為判別標(biāo)準(zhǔn),坡面流處于過渡流狀態(tài),與傳統(tǒng)雷諾數(shù)判別結(jié)果相比,水流向過渡流方向變化,更加符合試驗(yàn)現(xiàn)象。同時,本文還基于阻力分割的思想,將綜合阻力理解為粘滯阻力、繞流阻力、降雨阻力三部分的代數(shù)和,給出了考慮雨強(qiáng)、糙度條件下坡面流阻力系數(shù)的計算新公式。5)在本試驗(yàn)條件下,隨著雨強(qiáng)的增加,滾波的波速、波長增加,波頻逐漸減小,而波高隨雨強(qiáng)的變化則與糙度有關(guān),在小糙度時,隨雨強(qiáng)的增加而減小,大糙度時,隨雨強(qiáng)的增加而增加;隨著糙度的增加,滾波的波速、波長、波頻都先增加后穩(wěn)定,而僅有波高不隨糙度的變化而變化,不受糙度的影響。
【關(guān)鍵詞】：模擬降雨 坡面流 阻力特性 滾波流 攝影測量法
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV131.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 研究背景目的意義11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究目的意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展13-15
• 1.3 研究的內(nèi)容15-16
• 1.3.1 研制坡面流流速測量的新系統(tǒng)15
• 1.3.2 探究模擬降雨對坡面薄層水流水動力學(xué)特性的影響15
• 1.3.3 研究模擬降雨條件下坡面滾波流演化規(guī)律15-16
• 1.4 研究方案16-23
• 1.4.1 研究方法16
• 1.4.2 技術(shù)路線16-17
• 1.4.3 試驗(yàn)儀器17-21
• 1.4.4 試驗(yàn)步驟21-23
• 第二章 攝影測量法測流速23-31
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)計與方法23-27
• 2.1.1 試驗(yàn)要點(diǎn)23-24
• 2.1.2 試驗(yàn)概況24
• 2.1.3 新方法的原理及評價24-27
• 2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析27-29
• 2.2.1 坡面流測量穩(wěn)定性檢驗(yàn)27-29
• 2.2.2 測量精度檢驗(yàn)29
• 2.3 小結(jié)29-31
• 第三章 坡面流水動力學(xué)特性研究31-51
• 3.1 試驗(yàn)方法31
• 3.1.1 試驗(yàn)要點(diǎn)31
• 3.1.2 試驗(yàn)概況31
• 3.2 理論分析31-32
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析32-49
• 3.3.1 坡面薄層水流流型流態(tài)分析32-36
• 3.3.2 阻力系數(shù)與坡度的關(guān)系36-37
• 3.3.3 阻力系數(shù)與單寬流量的關(guān)系37-39
• 3.3.4 阻力系數(shù)與水深的關(guān)系39-40
• 3.3.5 阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系40-41
• 3.3.6 阻力系數(shù)與弗汝德數(shù)的關(guān)系41-42
• 3.3.7 粗糙度和雨強(qiáng)對阻力的影響42-44
• 3.3.8 增阻機(jī)理44-48
• 3.3.9 阻力系數(shù)的通式48-49
• 3.4 小結(jié)49-51
• 第四章 滾波演化規(guī)律研究51-63
• 4.1 試驗(yàn)方法51
• 4.1.1 試驗(yàn)要點(diǎn)51
• 4.1.2 試驗(yàn)概況51
• 4.2 理論分析51-52
• 4.3 結(jié)果與分析52-61
• 4.3.1 滾波波速分析52-54
• 4.3.2 滾波波長分析54-57
• 4.3.3 滾波波高分析57-59
• 4.3.4 滾波聚合規(guī)律分析59-61
• 4.4 小結(jié)61-63
• 第五章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 結(jié)論63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 致謝68-69
• 個人簡介69

【相似文獻(xiàn)】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 夏衛(wèi)生;雷廷武;趙軍;張晴雯;潘英華;;薄層水流中電解質(zhì)脈沖遷移模型[A];第八屆全國青年土壤暨第三屆全國青年植物營養(yǎng)與肥料科學(xué)工作者學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2002年

2 安翼;劉青泉;;坡面薄層水流的流速分布特征分析[A];第十一屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第二十四屆全國水動力學(xué)研討會并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會文集（上冊）[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 胡良惠;蓮藕覆膜廂作的栽培[N];湖北科技報;2004年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 范典;坡面薄層水流水動力學(xué)特性試驗(yàn)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

2 王俊杰;模擬降雨條件下坡面薄層水流水動力學(xué)特性及滾波演化規(guī)律[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

3 楊錦;人工加糙坡面薄層水流水動力學(xué)特性試驗(yàn)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2008年

4 敬向鋒;坡面薄層水流水動力學(xué)規(guī)律的試驗(yàn)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2007年

，

本文編號：782482