急陡黄土坡面细沟侵蚀的水动力学特性试验研究

发布时间：2024-03-16 18:31

　　通过组合不同坡度(25°,30°,35°,40°,45°,50°)、不同流量(0.6,1.0,1.5,2.0,2.5 L/min)的室内放水冲刷试验,对急陡黄土坡面细沟侵蚀发生过程中的细沟水动力学特性进行了研究。结果表明:细沟水流平均流速随细沟的发育呈现出先减小后稳定的变化趋势。细沟流的雷诺数Re在199.996～873.482变化,且主要受流量的影响,随着流量的增大呈线性关系;而弗劳德数Fr在整个细沟发育过程中均大于1,表明细沟流均处于急流范围,且与流量呈倒数关系,随着放水流量的增大Fr呈曲线减小。阻力系数f随着流量的增加而增大,且与雷诺数之间存在f=a·Re^-b(a、b为系数)的幂函数关系。

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【部分图文】：

图6阻力系数f与雷诺数Re的关系变化

图5阻力系数f随流量和坡度的变化过程3结论

图3水流雷诺数Re随流量和坡度的变化过程

由图3可知,在急陡坡的细沟侵蚀中,水流雷诺数的整体变化范围为199.996～873.482,流量<1.5L/min时水流流态属于层流;流量为1.5L/min时雷诺数为487.588～535.297,处于临界雷诺数波动范围,水流流态处在层流与紊流的过渡流;流量>1.5L/mi....

图5阻力系数f随流量和坡度的变化过程

坡面水流沿坡面向下流动时必然会受到阻力作用,尤其在坡面细沟出现之后。水流所受阻力从能量角度分析分为土颗粒本身对水流的阻碍作用、细沟形态以及水流挟沙的影响[23]。当水动力条件相同时,细沟流受到的阻力越大,其水流形态越复杂。水流形态在一定程度上取决于流量和坡度的作用,因此细沟侵蚀过....

图1水流平均流速随冲刷历时的变化过程

由图1可知,水流平均流速的变异性系数为0.035～0.409,属于中等变异性(0.1～1.0),表明急陡坡面细沟侵蚀的水流流速随细沟发育整体都呈逐渐减小趋势。在冲刷初期,由于坡面为裸坡且经过人为平整使得坡表面光滑,对流速阻力小,导致冲刷初期流速较大;从能量角度来看,细沟流对土壤的....

本文编号：3929931