沙棘柔性壩水流試驗研究.pdf

1、本文由國家自然科學基金委員會與黃河水利委員會聯(lián)合資助基金項目"黃河粗沙區(qū)沙棘柔性壩水保效應原型試驗與數(shù)學模擬"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,采用先進的粒子圖像跟蹤測速技術和浮標法進行野外試驗；探討了沙棘柔性壩技術的水力學意義,分析了沙棘隨時間推移的生長量變化,通過開展沙棘柔性壩水流流速試驗,闡述了沙棘柔性壩對水流流速和水深的影響.主要取得成果如下: (1)根據(jù)試驗設計,于2006年5月建成試驗設施,

2、主要包括:沙棘柔性壩、蓄水池、消力池、試驗床.并于2006年9、11月進行了兩次系統(tǒng)的水流試驗. (2)簡述了沙棘柔性壩攔沙機理、工程技術、壩體布設原則、壩體設計,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)生長量調查法對新種沙棘柔性壩沙棘株高、冠幅、基徑進行了3個月的生長調查,調查結果顯示:4個沙棘柔性壩內(nèi)沙棘生長良好,4＃壩沙棘長勢最好,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作用,且壩長的優(yōu)勢要大于株距. (4)采用目前較先進的粒子圖像跟蹤測速PTV技術進行水流試驗,量測了不同流量、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.總結了沙棘柔性壩水流試驗現(xiàn)象及定性分析了水流流態(tài),將試驗床內(nèi)水流按流速沿縱向的變化劃分為4個區(qū)域,得出沙棘壩對水流的阻力所

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)選擇不同流量進行水流試驗來研究沙棘柔性壩對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在增強；流量的增加對壩前、壩中水流沿程水深影響較大,對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,對柔性壩阻水效應、沙棘干繞流阻力及柔性壩段水流阻力進行了理論分析,得出在沙棘