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《南昌大学》 2012年
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基于坡面水动力学的草被护坡的研究应用

欧阳辉  
【摘要】:草被护坡是坡面保护的主要方法之一,为了能够更好的得出草被护坡的应用价值,以及其基于坡面水动力学的产流机理,本文以江西省水土保持科技园2011年10个不同径流小区的天然降雨定点观测试验作为理论基础研究,进一步以上方来水的10个单宽流量3种不同下垫面坡面径流冲刷水动力学特性试验作为深入研究,和淮北大堤草被4种不同护坡模式的人工降雨坡面水动力学特性试验作为工程实践应用研究,分别对不同模式下草被护坡的效应及优势进行了探讨,工程实践的应用研究同时也验证了理论基础的研究和坡面水动力学的深入研究。 得到的主要结论有: 1)10个不同径流小区的天然降雨定点观测试验,百喜草全园覆盖小区截流效果最好:各小区降雨量与径流量之间的最优回归方程为一元二次多项式;各小区径流量与最大360min雨强关系最大,它们之间的最优回归方程也为一元二次多项式;各降雨因子与径流量的关系从大至小依次为降雨量最大各时段降雨强度平均降雨强度。 2)上方来水的3种不同下垫面坡面径流冲刷水动力学特性试验,从水动力学因子(平均流速V、平均水深h、弗汝德数Fr、Darcv weishach阻力系数f、二元雷诺数Re)方面研究了坡面流的产流机理,得出最优护坡下垫面为百喜草草被坡面;并且得到单宽流量与各水动力学因子之间的关系以及各水动力学因子之间的相互关系,它们的最优关系式都为幂函数关系式;还分析得到了三种下垫面的坡面流二元雷诺数流态、流态指数归属,以及应用坡面径流粘深比6/h来判别坡面流态的方法。 3)淮北大堤草被4种不同护坡模式的人工降雨坡面水动力学特性试验,根据淮北大堤当地的实际情况选择狗牙根草作为大堤的护坡草种,从坡面水动力学因子分析得出狗牙根草被成坪护坡模式最好:进一步验证了天然降雨试验中降雨量、降雨雨强与径流量之间的最优关系式为一元二次多项式,也验证了径流冲刷试验中单宽流量与各水动力学因子之间的关系以及各水动力学因子之间的最优关系式都为幂函数关系式。并运用流态指数与粘深比6/h判断了四种不同护坡模式的坡面流流态:从流态指数方面考虑为栽植与撒经建植的坡面流流态属于层流流态区,成坪与种植模式的坡面流流态属于界于层流与紊流之间的过渡流态区;从粘深比6/h方面考虑为成坪、栽植、撒经建植三种护坡模式属于紊流失稳区,种植模式属于层流失稳区。
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S157

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