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水利工程论文-黄土坡面发育的细沟水动力学特征的研究.doc水利工程论文-黄土坡面发育的细沟水动力学特征的研究.doc

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水利工程论文-黄土坡面发育的细沟水动力学特征的研究摘要:本文通过径流冲刷试验,对黄土坡面形成的细沟的水力学特征进行了试验研究。结果表明,反映细沟中径流水力几何形态的过水断面宽,平均径流深,以及平均径流速度与流量的关系指数分别为0.26,0.48和0.26。细沟阻力系数的大小与水流雷诺数密切有关,但其变化趋势受坡度的影响很大。在坡度较缓的坡面上,阻力系数随雷诺数的增大而减小。在坡度较陡的坡面上,由于水流侵蚀作用强度的变化及重力影响作用的渐趋显著,阻力系数又会随雷诺数的增大而变大。关键词:黄土坡面侵蚀细沟水动力学1前言随着对侵蚀机理研究的不断深入及计算机技术的不断发展,以土壤侵蚀发生过程为基础、具有明确物理意义的侵蚀预报模型得到了很大的发展。这类模型以泥沙运动力学及河床演变理论为依据,通过分析侵蚀发生过程中各因子间的力学关系,用较为严密的控制方程计算土壤侵蚀量。由于在坡面侵蚀过程中,细沟侵蚀与面状侵蚀是具有不同机理及发生过程的两种侵蚀方式,因此,以过程为基础的预报模型都将细沟侵蚀与面状侵蚀区别开来加以预报[1,2]。要对坡面细沟侵蚀作出合理的预报,必须解决以下三个方面的问题:(1)细沟在坡面的分布特征,(2)降雨产流发生过程中径流量在每个细沟中的分配,(3)各个不同形态的细沟的侵蚀产沙特征及其侵蚀量多少。其中,最后一个问题是建立细沟侵蚀物理模型的关键。为了达到这一目的,必须深入地研究坡面细沟的水动力学特征。然而,目前关于细沟流的水动力学特征还了解的不多,除了国外有关缓坡条件下的一些实验结果的报道外,关于黄土坡面上细沟的水动力学特性的有关研究报道还很少。本研究通过室内径流冲刷实验,对发育于黄土坡面上的细沟水力学特征及其相互关系进行了研究。2细沟水力要素的观测计算细沟侵蚀是径流汇集后发生的侵蚀过程,其水流运动方式已经有别于坡面漫流而类似于河流,只是坡面细沟流的沟床比降较大,径流深较小,及其形态演化较为迅速而已。因此,在目前还没有成熟的坡面流理论之时,可以借鉴河流动力学的原理和方法,用其相应的有关公式来计算研究细沟的水动力学特征。径流深、过水断面宽度、径流平均流速、雷诺数、弗氏数以及阻力系数等水力要素是反映水流动力学特征的主要指标,可以用相应的水力学公式对细沟流的上述水力要素进行计算或测定。Darcyweisbach阻力系数由公式计算f=8gRJ/U2(1)式中f是Darcy
编号:201312122237546816    类型:共享资源    大小:68.42KB    格式:DOC    上传时间:2013-12-12
  
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