沙棘柔性坝水流试验研究

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1、西安理工大学硕士学位论文沙棘柔性坝水流试验研究姓名：张日俊申请学位级别：硕士专业：水文学及水资源指导教师：李怀恩20070301沙棘柔性坝水流试验研究学科：水文学及水资源答辩日期：2007．3作者姓名；张日俊导师姓名：李怀恩教授摘要签名：张日俊签名：本文由国家自然科学基金委员会与黄河水利委员会联合资助基金项目“黄河粗沙区沙棘柔性坝水保效应原型试验与数学模拟”资助．在陕西华县小华山水库左岸坡地按不同坝型新种沙棘柔性坝。采用先进的粒子图像跟踪测速技术和浮标法进行野外试验：探讨了沙棘柔性坝技术的水力学意义，分析了沙棘随时间推移的生长量变化，通过开展沙棘柔性坝水流流

2、速试验，阐述了沙棘柔性坝对水流流速和水深的影响。主要取得成果如下：(1)根据试验设计，于2006年5月建成试验设藏，主要包括：沙辣柔性坝、蓄水池，消力池、试验床．并于2006年9、11月进行了两次系统的水流试验。(2)简述了沙棘柔性坝拦沙机理、工程技术，坝体布设原则、坝体设计，并从纵向、横向、垂向分析了沙棘柔性坝成长变化过程。采用常规生长量调查法对新种沙棘柔性坝沙棘株高、冠幅，基径进行了3个月的生长调查。调查结果显示：4个沙棘柔性坝内沙棘生长良好，4#坝沙棘长势最好。沙棘在8-9月生长速度快于9一11月，在各生长参数中，株高的生长速度、生长量均大于冠幅、基径

3、。(3)通过对不同种植参数沙棘柔性坝的水流流速、水深分布情况分析与研究。发现株距、坝长在水漉流速、水深分布变化中起主导作餍，且坝长的优势要大于株距．(4)采用目前较先进的粒子图像跟踪测速IrIV技术进行水流试验，量测了不同流量，不同底坡糙率下不同坝型的沙棘柔性坝流速分布及沿程水深。总结了沙棘柔性坝水流试验现象及定性分析了水流流态，将试验床内水流按流速沿纵向的变化划分为4个区域，得出沙棘坝对水流的阻力所引起水流的能量损失主要集中在坝上游壅水区，泥沙最有可能在这一区域沉积，为利用沙棘柔性坝治理沟道水土流失提供了理论依据。(5)选择不同流量进行水流试验来研究沙棘柔

4、性坝对不同大小洪水的阻挡拦截作用，得出随着流量的增加沙棘柔性坝的阻水效应在增强：流量的增加对坝前、坝率水流沿程水深影响较大，对坝前的影响又大于坝中．(6)根据柔性坝内水流非均匀的特性，对柔性坝阻水效应、沙棘干绕流阻力及柔性坝段水流阻力进行了理论分析，得出在沙棘柔性坝种植时，沙棘树干平均直径的选择比行距更具有指导意义，坝体的阻水效应随植物生长和时间推移而增强。并讨论了植被对水流阻力的计算公式。由此分析了植被因子及边界条件对水流阻力的影响。西安理工大学硕士学位论文U关键词：沙棘柔性坝水流试验阻水效应示踪粒子P1v本研究得到国家自然科学基金委员会与黄河水利委员会联

5、合资助基金项目(批准号50479067)的资助．HYDROI)YN圳113CHARACTERl鲫CS0FTHESE4烈㈣开ⅣPLANTFLEXIBLEDAMBASEDONEXPERlMENTSDate：P,tat,2007Signature：zJc7‘『哆RtMsignature：强¨q八Thispaperisbased011theresearchofJointFundofNationalNaturalScienceFoundationofChinaandYellowRiverConservancyCommission．Plantflexibledamsco

6、lncintobeingbyplantingSeabuclahorn∞theslopelandofLeftBank．Xiaolmashangreservoir,ttuaCounty,$hanxiProvince．AseriesoffieldexperimentsutilizingtheadvancedParticleTrackingVelocimetryteelmologyarccarriedout．Then，themeaningfromhydraulic∞glefortheteclmiqueolseabue／ahornplantflexibledm，and

7、thechanges0lseabuc／ahorn’grouptlaⅥ懈discussed．Atlast,throughtheflowvelocityexpcrmentsofseabuckthornplanttlexibledam，theinfluencesofseabuckt．hornplantflexibledam0nthevelocityanddepthofwaterfloww∽analyzed．TheⅡIajhresultsareasfollows．(1)Baseduponthecxperilmntaldesign,testfacilitiesisbu

8、iltinMay,2006．Mainlyinclud