黄土细沟侵蚀径流水动力学特性研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gmailzyn
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
土地资源的损失已成为全球性的资源环境问题,而中国等发展中国家所面临的状况尤为严重。细沟沟道中的水流携带着大量的泥沙,加剧细沟的土壤侵蚀和水土流失。细沟水流侵蚀力和搬运能力均远远大于雨滴打击和坡面片状水流所具有的侵蚀力和搬运力,坡面水蚀动力和细沟发育过程相互影响、相互作用,同时又受流量、坡度和坡长等外界条件的影响。本文以黄土为研究对象,采用室内放水冲刷的方法在12m长土槽上进行细沟径流侵蚀研究,分别在5个坡度(5。,10°,15°,20°,25°)和3个流量(2,4,8 L/min)控制条件下研究黄土细沟径流流速沿坡长变化的规律,分析细沟侵蚀形态变化过程、细沟径流流速与流量和坡度的关系,侵蚀产沙量与细沟径流流速的关系,以探究黄土发生细沟侵蚀时的临界剪切力和最大剥蚀率。本研究对于揭示坡面土壤侵蚀过程及其内在规律、建立土壤侵蚀物理模型、提高土壤侵蚀预测和预报水平,具有重要的理论意义和实际应用价值。本研究得到以下结论:(1)细沟冲刷后形成的细沟深度呈现随着坡长的增加细沟深度先增加后减小的趋势。距放水口0~2m段,细沟深度具有最大值;大坡度大流量时距放水口0.5 m左右细沟深度出现最大值。表明在放水冲刷试验中距放水口0-2 m处细沟侵蚀最强。细沟内跌穴出现沿坡长分布具有随机性,细沟深度在沿坡长发育过程中呈现波动性。(2)黄土细沟侵蚀中坡度和流量是影响细沟径流流速的主要因素,流速随坡度和流量增加而增加。细沟径流平均流速与坡度、流量成幂函数关系,拟合经验公式为v=1.488·q0.342S0.644。坡度一定条件下,细沟径流流速与放水流量之间呈幂函数关系:v=α.Qb,相关分析表明随着流量变化,细沟流速可以用经验公式很好的拟合。(3)细沟径流流速沿坡长0-8 m时呈现迅速增加的加速状态,在8-12 m坡长段细沟径流流速增加速度减缓,流速变化趋于平衡,细沟侵蚀达到动态平衡。细沟径流流速与坡长之间存在幂函数关系,拟合经验公式为v=c.Ld。拟合系数c的变化范围为0.1772~0.8836,指数d变化范围为0.0747~0.3265。(4)细沟径流剪切力随坡长的变化可用幂函数方程描述:τ=k·Ln,其中系数n的值均为负数,表明径流剪切力随坡长变化呈递减趋势;系数k表现为坡度相同时,流量越大k值越大;当流量相同时,随着坡度的增加k值也会逐渐增大。k值变化与径流剪切力在不同坡度和流量条件下的变化趋势相同,因此k值可以用来描述径流剪切力随坡度和流量变化的分布特征。(5)试验坡度和水流流量对径流泥沙含量和径流剪切力的影响是相似的,都会随着坡度和流量的增大而增大,但是影响关系是不同步的,即径流泥沙含量的耦合作用效果要大于径流剪切力。细沟内径流剪切力随着泥沙含量的增加呈减小趋势,径流剪切力与泥沙含量之间的关系可以用线性函数表达为:τ=m+p·c。(6)径流剪切力和剥蚀率是研究径流对细沟内泥沙侵蚀强度的指标,细沟内剥蚀率呈现随坡长增加而递减的分布特征,细沟内径流剪切力与径流剥蚀率呈显著线性关系,且随径流剪切力值增大径流剥蚀率也增大,二者之间的关系可以用线性方程来模拟:Drmax=a+b·x。计算得到本试验土壤的可蚀性参数Kd值为0.1361 kg/(m2·s),临界剪切力T0值为0.2367 N/m2。
其他文献
【摘 要】英语歌曲具有音韵优美、语言生动、结构简单等特征,对英语学习者有着重要的影响。它能激发学习英语的兴趣,增加学习者的词汇量,培养语音语感,了解西方文化等。  【关键词】英语歌曲 英语学习  一、引言  随着社会的发展,我们越来越乐于接受甚至崇尚欧美文化。吃的是KFC的洋快餐,玩的是英语版的电脑游戏,看的是Hollywood的大片。时下流行的西方文化对年轻一代的影响越来越大,他们接触英文歌曲的
本文研究了水芹在不同水淹条件下形态结构的改变及生物量的变化,主要是两种不同形式的叶片(水生叶和陆生叶)解剖结构的差异以及出水对其光系统Ⅱ功能和光抑制的影响,以期揭示不同
随着工农业的发展,由氮素等营养元素过量引起的水体富营养化问题是当今世界面临的重大的环境问题之一。来自农耕区,城镇污水排放等氮素污染物在经过河岸带时,健康的河岸缓冲带能
【摘 要】分级教学也就是我们通常所说的“分层设教”,高职学生英语基础参差不齐,采取传统“一刀切”的教学模式并不能满足学生发展要求。本文通过对高职英语分级教学的必要性进行分析,进而有针对性的提出如何展开分级教学,以期推进高职英语教学发展。  【关键词】高专英语 分级教学 因材施教  受限于高职教学整体目标,高职英语等基础课程的教学工作始终处于不温不火的状态,难以取得突破性进步。在高职英语教学中,学生
阅读是人类社会生活的一项重要活动,是人类汲取知识的主要手段和认识世界的重要途径。现代及未来社会要求人们具有的阅读能力已不再只是语文阅读能力,而是一种以语文阅读能力为基础,包括外语阅读能力、数学阅读能力、科技阅读能力在内的综合阅读能力。因此,在只重视语文阅读能力培养的今天学校教育中,加强数学阅读教育研究,探索数学阅读教学的特殊性及教育功能,认识数学阅读能力培养的重要性,就显得尤为重要。  一、数学教