發(fā)布時(shí)間：2017-07-27 17:06

  本文關(guān)鍵詞：坡面細(xì)溝橫斷面形態(tài)演化規(guī)律研究

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【摘要】：土壤侵蝕是土地退化和生態(tài)惡化的重要原因。黃土高原是我國水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)。細(xì)溝侵蝕是黃土高原坡面侵蝕的重要方式和根源,是國內(nèi)外土壤侵蝕研究的重要對(duì)象。細(xì)溝的橫斷面形態(tài)是細(xì)溝水流與細(xì)溝邊壁土壤沖刷塑造的結(jié)果,直接受細(xì)溝水流流量、流速、含沙量和土壤可蝕性等因素的影響,同時(shí)細(xì)溝橫斷面形態(tài)又通過影響細(xì)溝水流形態(tài)及泥沙輸移,制約著侵蝕的強(qiáng)度。本文通過放水沖刷試驗(yàn),結(jié)合實(shí)測(cè)細(xì)溝斷面數(shù)據(jù),分析評(píng)價(jià)了描述細(xì)溝橫斷面形態(tài)的數(shù)量化指標(biāo),結(jié)合侵蝕細(xì)溝中水流的水沙變化特性,探討了坡度、流量、坡長(zhǎng)和土質(zhì)等因素對(duì)細(xì)溝橫斷面形態(tài)的影響,揭示細(xì)溝橫斷面形態(tài)與細(xì)溝泥沙輸移之間存在的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:1、在描述細(xì)溝橫斷面形態(tài)的相關(guān)指標(biāo)中,溝寬d、溝深h指標(biāo)可得性較好,細(xì)溝橫斷面形態(tài)系數(shù)C、細(xì)溝橫斷面形態(tài)指標(biāo)η的全面性較好。溝寬d、溝深h、寬深比d/h及√d/h指標(biāo)能較好地描述溝深和溝寬的尺寸;細(xì)溝橫斷面形態(tài)系數(shù)C能較好的描述細(xì)溝橫斷面輪廓線的曲折或光滑程度;細(xì)溝橫斷面形態(tài)指標(biāo)η能較好的描述細(xì)溝橫斷面的近似形狀。2、分析了細(xì)溝水流動(dòng)力學(xué)及含沙量變化特性。隨著坡度的增大,細(xì)溝水流流速、雷諾數(shù)、弗汝德數(shù)、阻力系數(shù)、切應(yīng)力和含沙量均增大;隨著流量的增大,流速、雷諾數(shù)、切應(yīng)力和含沙量逐漸增大,弗汝德數(shù)先增大后減小,阻力系數(shù)無明顯變化;隨著坡長(zhǎng)的延長(zhǎng),流速、弗汝德數(shù)和含沙量逐漸增大,阻力系數(shù)減小,雷諾數(shù)和切應(yīng)力無明顯變化;在整個(gè)細(xì)溝發(fā)育過程中,細(xì)溝水流雷諾數(shù)逐漸減小,切應(yīng)力和含沙量無明顯變,在最開始的階段,細(xì)溝水流流速、弗汝德數(shù)減小,阻力系數(shù)增大,隨后的過程中均保持平穩(wěn)。3、探究了細(xì)溝橫斷面形態(tài)演化規(guī)律。隨著坡度的增大,細(xì)溝溝寬和溝深發(fā)育速度增大,細(xì)溝寬深比減小,逐漸穩(wěn)定在1.5~2.0之間;隨著坡長(zhǎng)的延長(zhǎng),細(xì)溝由既寬又深逐漸變得既窄又淺,寬深比逐漸增大;隨著流量的增大,細(xì)溝溝寬和溝深發(fā)育速度增大,寬深比先增大后減小;相對(duì)于重粉質(zhì)壤土,中粉質(zhì)壤土坡面上細(xì)溝發(fā)育速度更快,重粉質(zhì)壤土坡面上細(xì)溝橫斷面形態(tài)指標(biāo)η值主要集中于0.70~0.85之間,而中粉質(zhì)壤土坡面上η值主要集中于0.40~0.75之間;在細(xì)溝發(fā)育過程中,細(xì)溝發(fā)育速度逐漸變緩,寬深比逐漸減小,重粉質(zhì)壤土坡面上細(xì)溝橫斷面形態(tài)指標(biāo)η值和細(xì)溝橫斷面形態(tài)系數(shù)C值均逐漸增大,而中粉質(zhì)壤土坡面上均先增大后減小。4,揭示了細(xì)溝橫斷面形態(tài)與細(xì)溝水流潛在輸沙能力的關(guān)系。細(xì)溝水流潛在輸沙能力隨坡度增大而增大,但受流量影響較小。細(xì)溝水流潛在輸沙能力與細(xì)溝橫斷面形態(tài)指標(biāo)η存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：侵蝕 動(dòng)力學(xué) 細(xì)溝橫斷面 形態(tài) 潛在輸沙能力
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S157.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 研究目的和意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究概況13-18
• 1.2.1 細(xì)溝橫斷面形態(tài)的描述13-14
• 1.2.2 細(xì)溝形態(tài)的演變14-15
• 1.2.3 細(xì)溝水流動(dòng)力學(xué)特性15-16
• 1.2.4 泥沙輸移規(guī)律16-18
• 1.3 研究目標(biāo)與內(nèi)容18-19
• 1.3.1 研究目標(biāo)18-19
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容19
• 1.4 研究方案19-24
• 1.4.1 研究方法19
• 1.4.2 技術(shù)路線19-20
• 1.4.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)20-22
• 1.4.4 相關(guān)指標(biāo)測(cè)定22-24
• 第二章 描述細(xì)溝橫斷面形態(tài)的相關(guān)指標(biāo)探討24-31
• 2.1 描述細(xì)溝橫斷面形態(tài)的相關(guān)指標(biāo)24-27
• 2.1.1 細(xì)溝的溝寬和溝深24-25
• 2.1.2 細(xì)溝的橫斷面寬深比25
• 2.1.3 細(xì)溝橫斷面形態(tài)系數(shù)C25-27
• 2.1.4 細(xì)溝橫斷面形態(tài)指標(biāo) η27
• 2.2 各指標(biāo)的評(píng)價(jià)27-29
• 2.2.1 指標(biāo)的定量篩選28-29
• 2.2.2 指標(biāo)的來源29
• 2.2.3 指標(biāo)的全面性29
• 2.2.4 指標(biāo)的可得性29
• 2.3 小結(jié)29-31
• 第三章 細(xì)溝水流動(dòng)力學(xué)特性研究31-61
• 3.1 細(xì)溝水流流速31-37
• 3.1.1 細(xì)溝水流流速隨坡度變化32-34
• 3.1.2 細(xì)溝水流流速隨流量變化34
• 3.1.3 細(xì)溝水流流速隨坡長(zhǎng)變化34-36
• 3.1.4 細(xì)溝水流流速隨細(xì)溝發(fā)育過程變化36-37
• 3.2 細(xì)溝水流雷諾數(shù)37-41
• 3.2.1 細(xì)溝水流雷諾數(shù)隨坡度變化37-38
• 3.2.2 細(xì)溝水流雷諾數(shù)隨流量變化38-39
• 3.2.3 細(xì)溝水流雷諾數(shù)隨坡長(zhǎng)變化39-40
• 3.2.4 細(xì)溝水流雷諾數(shù)隨細(xì)溝發(fā)育過程變化40-41
• 3.3 細(xì)溝水流弗汝德數(shù)41-44
• 3.3.1 細(xì)溝水流弗汝德數(shù)隨坡度變化41-42
• 3.3.2 細(xì)溝水流弗汝德數(shù)隨流量變化42
• 3.3.3 細(xì)溝水流弗汝德數(shù)隨坡長(zhǎng)變化42-43
• 3.3.4 細(xì)溝水流弗汝德數(shù)隨細(xì)溝發(fā)育過程變化43-44
• 3.4 細(xì)溝水流阻力系數(shù)44-48
• 3.4.1 細(xì)溝水流阻力系數(shù)隨坡度變化44-45
• 3.4.2 細(xì)溝水流阻力系數(shù)隨流量變化45-46
• 3.4.3 細(xì)溝水流阻力系數(shù)隨坡長(zhǎng)變化46-47
• 3.4.4 細(xì)溝水流阻力系數(shù)隨細(xì)溝發(fā)育過程變化47-48
• 3.5 細(xì)溝水流切應(yīng)力48-51
• 3.5.1 細(xì)溝水流切應(yīng)力隨坡度變化48-49
• 3.5.2 細(xì)溝水流切應(yīng)力隨流量變化49
• 3.5.3 細(xì)溝水流切應(yīng)力隨坡長(zhǎng)變化49-50
• 3.5.4 細(xì)溝水流切應(yīng)力隨細(xì)溝發(fā)育過程變化50-51
• 3.6 細(xì)溝水流含沙量51-59
• 3.6.1 細(xì)溝水流含沙量隨坡度變化51-53
• 3.6.2 細(xì)溝水流含沙量隨流量變化53-55
• 3.6.3 細(xì)溝水流含沙量隨坡長(zhǎng)變化55-58
• 3.6.4 細(xì)溝水流含沙量隨細(xì)溝發(fā)育過程變化58-59
• 3.7 小結(jié)59-61
• 第四章 坡面細(xì)溝橫斷面形態(tài)演化規(guī)律研究61-77
• 4.1 坡度與細(xì)溝橫斷面形態(tài)61-63
• 4.1.1 坡度與細(xì)溝溝寬、溝深61-63
• 4.1.2 坡度與細(xì)溝寬深比63
• 4.2 坡長(zhǎng)與細(xì)溝橫斷面形態(tài)63-66
• 4.2.1 坡長(zhǎng)與細(xì)溝溝寬、溝深63-65
• 4.2.2 坡長(zhǎng)與細(xì)溝寬深比65-66
• 4.3 流量與細(xì)溝橫斷面形態(tài)66-67
• 4.3.1 流量與細(xì)溝溝寬、溝深66-67
• 4.3.2 流量與細(xì)溝寬深比67
• 4.4 土質(zhì)與細(xì)溝橫斷面形態(tài)67-70
• 4.4.1 土質(zhì)與細(xì)溝溝寬、溝深68-69
• 4.4.2 土質(zhì)與細(xì)溝橫斷面形態(tài)指標(biāo) η69-70
• 4.5 發(fā)育階段與細(xì)溝橫斷面形態(tài)70-75
• 4.5.1 發(fā)育階段與細(xì)溝溝寬、溝深71-72
• 4.5.2 發(fā)育階段與細(xì)溝寬深比72-73
• 4.5.3 發(fā)育階段與細(xì)溝橫斷面形態(tài)指標(biāo) η73-74
• 4.5.4 發(fā)育階段與細(xì)溝橫斷面形態(tài)系數(shù)C74-75
• 4.6 小結(jié)75-77
• 第五章 坡面細(xì)溝橫斷面形態(tài)與細(xì)溝水流泥沙輸移關(guān)系研究77-82
• 5.1 細(xì)溝水流潛在輸沙能力77-78
• 5.2 細(xì)溝橫斷面形態(tài)與潛在輸沙能力關(guān)系78-81
• 5.3 小結(jié)81-82
• 第六章 結(jié)論82-85
• 6.1 主要研究結(jié)論82-84
• 6.1.1 描述細(xì)溝橫斷面形態(tài)的相關(guān)指標(biāo)的探討82
• 6.1.2 細(xì)溝水流動(dòng)力學(xué)特性82-83
• 6.1.3 細(xì)溝橫斷面形態(tài)演化規(guī)律83-84
• 6.1.4 細(xì)溝橫斷面形態(tài)與細(xì)溝水流潛在輸沙能力關(guān)系84
• 6.2 需要進(jìn)一步加強(qiáng)的研究84-85
• 參考文獻(xiàn)85-88
• 致謝88-89
• 作者簡(jiǎn)介89

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：582452