沙棘柔性坝拦沙效应及参数优化的野外试验研究

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1、分类号：Ｘ４３学校代码：１０６９７密级：公开学号：２０１２２０８０８０１＾＾ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｍ士学位论文ＭＡＳＴ＇ＥＲＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ沙棘柔性坝拦沙效应及参数优化的野外试验研究＇■‘‘学科名称：环境工程作者：苏取珍指导老师：杨方社教授西北大学学位评定委员会二〇＿五年西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本

2、人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名ｌＬ找：ｔｆｅ指导教师签名：ｆ＂＂２＞年ｆ月０■１５丨日年《月丨日西北大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他

3、人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：东、＞＾５年月日摘要沙棘柔性现是一种在础砂岩地区有效栏截沟道泥沙，抑制沟床土壤侵烛的生物措施。在陕西省眉县野外试验基地，开展了沙棘柔性琐恒定流清水与含沙水流试验。基于试验数据，首先分析了沙棘柔性坝在横断面为梯形的试验床面内对水流的阻滞作用，探讨了不同种植参数下，沙棘柔性现对水流特性的影响，主要包括沙棘柔性现内水流

4、的水深及流速的纵、横向变化。其次，分析了试验床内沙棘柔性现含沙水流含沙量的沿程变化以及沙棘植物柔性现不同断面上泥沙颗粒级配的变化。最后，根据内蒙古础一砂岩典型地区一一准格尔旗境内的西召沟东支沟的实地调研情况，以及搜集到的相一ＶＦＳＭＯＤ？关资料，应用模型模拟了东支沟小流域沙棘灌草复合植被带对沟道含沙－水流中径流量和泥沙的栏截及消减效果，根据模拟结果，对沙棘灌草复合带相关设计参数进行了探讨。主要成果如下：（１）试验研究表明，沙棘柔性坝的栏沙能力取决于沙棘柔性琐的种植设计参数，也取决于沙棘植物柔性坝的长势状

5、况。试验床内柔性琐的坝长、种植方式、种植密度等一定影响种植参数对水流特性都有，其中琐长是主要影响因素。２试验床内水流的流速垂向分布受沙棘的长势状况、沙棘灌木上枝、莲、叶的分（）布状况及沙棘行的排列方式等影响。在有沙棘植物时，流速沿垂线方向的分布发生了较“”大变化，呈Ｓ型变化，最大流速发生在水面以下约０．６倍的水深处。３不同坡度，不同种植参数下的柔性坝不同断面含沙量总体趋势是沿程减少的。（）只有当坝长适中时，分沙效果才为最好。可是随着坡度的变陆，分沙效果反而降低。“”沙棘柔性现一定的规律中含沙量具有，琐体的上游位

6、置含沙量是逐渐减少的，到了顼体中间位置含沙量却会增大。，到了坝体下游位置含沙量又逐渐减少“”４沙棘柔性坝中，沿水流方向泥沙粒径呈递减趋势，并且对于粒径大于２５ｕｍ（）的颗粒泥沙具有分选效果，表明其具有於粗排细、天然分选泥沙的功能。５应用ＶＦＳＭＯＤ模型模拟了沙棘－灌草混合植被带对入流泥沙的栏截与消减效果，（）结果表明不同的沙棘－灌草配置方式对入流泥沙的栏截效果有较大影响。关键词：沙棘柔性坝，野外试验，水流特性，栏沙效应，ＶＦＳＭＯＤ，模拟优化Ｉ“本研宄是在国家自然科学基金项目沙棘柔性坝栏沙机理及其栏沙效应优

7、化的试”。验研宄与数学模拟Ｎｏ．５１２７９１６３）的资助下完成的（ＩＩＦｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆＳｅａｂｕｃｋｔｈｏｒｎｆｌｅｘｉｂｌｅｄａｍｏｎｓｅｄｉｍｅｎｔｒｅｔｅｎｔｉｏｎａｎｄａｒａｍｅｔｅｒｏｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｐＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｓｅａｂｕｃｋｔｈｏｒｎｆｌｅｘｉｂｌｅｄａｍｉｓａｋｉｎｄｏｆｎｅｗｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｅａｓｕｒｅｗｈｉｃｈｃａｎｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｆｉｎｅｓｅｄｉｍｅ

8、ｎｔｉｎｇｕｌｌｙｃｈａｉｍｅｌａｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｓｏｉｌｅｒｏｓｉｏｎｉｎｇｕｌｌｙｂｅｄｉｎｔｈｅｓｏｆｔｒｏｃｋｒｅｇｉｏｎ．Ａｆｉｌｅｄｅｘｐ