沙棘柔性壩水流試驗(yàn)研究.pdf

1、本文由國家自然科學(xué)基金委員會(huì)與黃河水利委員會(huì)聯(lián)合資助基金項(xiàng)目"黃河粗沙區(qū)沙棘柔性壩水保效應(yīng)原型試驗(yàn)與數(shù)學(xué)模擬"資助.在陜西華縣小華山水庫左岸坡地按不同壩型新種沙棘柔性壩,采用先進(jìn)的粒子圖像跟蹤測(cè)速技術(shù)和浮標(biāo)法進(jìn)行野外試驗(yàn)；探討了沙棘柔性壩技術(shù)的水力學(xué)意義,分析了沙棘隨時(shí)間推移的生長量變化,通過開展沙棘柔性壩水流流速試驗(yàn),闡述了沙棘柔性壩對(duì)水流流速和水深的影響.主要取得成果如下: (1)根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì),于2006年5月建成試驗(yàn)設(shè)施,

2、主要包括:沙棘柔性壩、蓄水池、消力池、試驗(yàn)床.并于2006年9、11月進(jìn)行了兩次系統(tǒng)的水流試驗(yàn). (2)簡述了沙棘柔性壩攔沙機(jī)理、工程技術(shù)、壩體布設(shè)原則、壩體設(shè)計(jì),并從縱向、橫向、垂向分析了沙棘柔性壩成長變化過程.采用常規(guī)生長量調(diào)查法對(duì)新種沙棘柔性壩沙棘株高、冠幅、基徑進(jìn)行了3個(gè)月的生長調(diào)查,調(diào)查結(jié)果顯示:4個(gè)沙棘柔性壩內(nèi)沙棘生長良好,4＃壩沙棘長勢(shì)最好,沙棘在8-9月生長速度快于9-11月,在各生長參數(shù)中,株高的生長速度、生長

3、量均大于冠幅、基徑. (3)通過對(duì)不同種植參數(shù)沙棘柔性壩的水流流速、水深分布情況分析與研究,發(fā)現(xiàn)株距、壩長在水流流速、水深分布變化中起主導(dǎo)作用,且壩長的優(yōu)勢(shì)要大于株距. (4)采用目前較先進(jìn)的粒子圖像跟蹤測(cè)速PTV技術(shù)進(jìn)行水流試驗(yàn),量測(cè)了不同流量、不同底坡糙率下不同壩型的沙棘柔性壩流速分布及沿程水深.總結(jié)了沙棘柔性壩水流試驗(yàn)現(xiàn)象及定性分析了水流流態(tài),將試驗(yàn)床內(nèi)水流按流速沿縱向的變化劃分為4個(gè)區(qū)域,得出沙棘壩對(duì)水流的阻力所

4、引起水流的能量損失主要集中在壩上游壅水區(qū),泥沙最有可能在這-區(qū)域沉積,為利用沙棘柔性壩治理溝道水土流失提供了理論依據(jù). (5)選擇不同流量進(jìn)行水流試驗(yàn)來研究沙棘柔性壩對(duì)不同大小洪水的阻擋攔截作用,得出隨著流量的增加沙棘柔性壩的阻水效應(yīng)在增強(qiáng)；流量的增加對(duì)壩前、壩中水流沿程水深影響較大,對(duì)壩前的影響又大于壩中. (6)根據(jù)柔性壩內(nèi)水流非均勻的特性,對(duì)柔性壩阻水效應(yīng)、沙棘干繞流阻力及柔性壩段水流阻力進(jìn)行了理論分析,得出在沙棘