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《解析坡度和徑流量對細(xì)溝侵蝕的影響》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、中國力學(xué)學(xué)會力學(xué)大會2011坡度和徑流量對細(xì)溝侵蝕的影響李妍敏，安翼，劉青泉中科院力學(xué)所環(huán)境力學(xué)實(shí)驗(yàn)室2011年8月24日報告內(nèi)容1.研究的背景和意義2.研究現(xiàn)狀3.理論分析和數(shù)值模型4.數(shù)值結(jié)果和討論5.結(jié)論1.研究的背景和意義1.土壤侵蝕是一個世界性的環(huán)境問題?我國：37.2%國土面積被侵蝕?美國：年損失$430億2.我國黃土高原地區(qū)的土壤侵蝕尤其嚴(yán)重馬達(dá)加斯加的切溝地貌?侵蝕面積占總面積65%(2002)?地貌支離破碎，影響農(nóng)業(yè)?泥沙進(jìn)入河道，危害防洪安全3.黃土高原土壤侵蝕中水力侵蝕占主要地位?水蝕面積占侵蝕面積85.7%黃土高原的墚峁地貌1.研究的背景和意義4.細(xì)溝侵
2、蝕在坡面侵蝕中的非常重要?水沙匯集和輸運(yùn)的通道?集中的水流——侵蝕的來源5.細(xì)溝侵蝕研究的主要困難?水流和侵蝕的相互適應(yīng)過程?細(xì)溝的侵蝕規(guī)律復(fù)雜?細(xì)溝侵蝕的分布形式復(fù)雜坡面上的細(xì)溝形態(tài)細(xì)溝侵蝕規(guī)律和機(jī)制是坡面侵蝕中的關(guān)鍵問題!2.研究現(xiàn)狀1.細(xì)溝水流的流動特點(diǎn)吳普特&周佩華,沙際德&蔣允靜(1993),姚文藝&陳國祥(1995),Nearing(1998),Myers(2002),張光輝(2003),ShaoX.J.(2003),敬向鋒(2007),王光謙(2010)I.低Re數(shù)湍流、通常急流II.受邊界條件影響巨大2.細(xì)溝水流的侵蝕特點(diǎn)Elliot&Laflen(1993),
3、WEPP(1995),Nearing(1998),EUROSEM(1998),DWEPP(2003),Liuetal.(2005,2006)，Tayfuretal.(2007),Nord&Esteves(2005,2007)I.侵蝕劇烈、集中，侵蝕分階段進(jìn)行II.非均衡侵蝕、輸沙過程2.研究現(xiàn)狀3.細(xì)溝侵蝕的臨界坡度討論Horton：當(dāng)坡度達(dá)到40°時，坡面的侵蝕力最大；蔣定生、黃國?。浩露仍?°～20°范圍內(nèi)，土壤沖刷量隨著坡度變陡而增加；至20°時，隨著坡度的增加，其增加率變緩；當(dāng)坡度超過25°時，沖刷量反而減少；陳法揚(yáng)：坡度在18°～25°范圍內(nèi)是土壤沖刷量劇增，當(dāng)S>2
4、5°之后，土壤沖刷量隨坡度變陡而減少；I.決定細(xì)溝侵蝕大小和分布的決定因素尚未找到II.細(xì)溝侵蝕與相關(guān)參數(shù)的規(guī)律尚不明晰III.細(xì)溝侵蝕中的動力學(xué)機(jī)制遠(yuǎn)未討論清楚排除復(fù)雜過程影響的細(xì)溝侵蝕規(guī)律探討!3.理論分析和數(shù)值模型1.細(xì)溝水流的描述2.細(xì)溝侵蝕的控制方程3.數(shù)值模型的驗(yàn)證3.1細(xì)溝水流的描述?細(xì)溝水流的方程——圣維南方程的適用性檢查h???yh?q=u??Bln+Cdy=ghS??(C??+Bhk)()Bhln()∫τfskskk???ss?0.1110110))-1-1ss2ExperimentalData2ExperimentalDatamm-3byJinX.F.(2
5、007)-3byJinX.F.(2007)FittingLineFittingLine10101010CoefinPrediction:CoefinPrediction:A=1/κ,B=8.5,k=0.75mmA=1/κ,B=8.5,k=1.5mmss1111Equationy=a+b*xEquationy=a+b*xAdj.R-Square0.9729Adj.R-Square0.99572ValueStandardErrorValueStandardErrorPredictUnitDischargeIntercept-0.037510.23781PredictUnitDisc
6、hargeIntercept-0.423750.11181PredictedUnitDischargewithLOGLaw(100.1withLogLawSlope1.021090.023850.1PredictedUnitDischargewithLOGLaw(10withLogLawSlope1.090450.014910.1110110-32-1-32-1MeasuredUnitDischarge(10ms)MeasuredUnitDischarge(10ms)ks~[0.5,1]mm，h~[0.7,16.8]mmks~[1,1.5]mm，h~[1.2,11.9]mm3.
7、1細(xì)溝水流的描述?細(xì)溝水流的方程——圣維南方程的適用性檢查h???yh?q=u??Bln+Cdy=ghS??(C??+Bhk)()Bhln()∫τfskskk???ss?110)110-1)s-12ExperimentalDatasm2ExperimentalData-3byJinX.F.(2007)m-3byJinX.F.(2007)FittingLineFittingLineCoefinPrediction:CoefinPrediction:10A=1/κ,B=8.5,k=3.0mm10
