黃土丘陵區(qū)小流域暴雨洪水沿程規(guī)律室內(nèi)降雨試驗研究.pdf

1、黃土丘陵地區(qū)地形破碎、溝壑縱橫、植被稀疏、土壤抗蝕抗沖能力低，且該地區(qū)降雨多以場次暴雨集中出現(xiàn)，時空分布不均，土壤侵蝕嚴重。室內(nèi)物理模型人工模擬試驗是研究土壤侵蝕機理和水土流失規(guī)律的重要手段，尤其是室內(nèi)降雨試驗為研究土壤侵蝕提供了飛躍性的技術(shù)手段，大大縮短了研究成果獲得的研究歷時。
　　本試驗以黃土丘陵區(qū)無定河三級支流橋溝小流域為原型制作的室內(nèi)概化模型為研究對象，以雨強0.5 mm/min+1.5 mm/min歷時15min+45

2、min、雨強1.5mm/min+0.5mm/min歷時45min+15min、雨強0.5mm/min+2.0mm/min歷時15min+45min、雨強2mm/min+0.5mm/min歷時45 min+15min四組降雨組合進行試驗，采用自主研發(fā)的MVC3000SAC-GE12型流速儀及示蹤粒子與計算機系統(tǒng)進行溝道流速自動量測與數(shù)據(jù)處理分析。通過本試驗研究，得出以下主要結(jié)果：
　　(1)以黃土丘陵區(qū)無定河三級支流橋溝為原型小流域

3、制作室內(nèi)概化模型，進行不同雨強、不同雨強降雨歷時組合試驗，本研究在試驗條件設(shè)置上具有創(chuàng)新性。
　　(2)采用自主研發(fā)的MVC3000SAC-GE12型流速儀和示蹤粒子自動量測的溝道流速數(shù)據(jù)進行了處理分析，結(jié)果表明流速儀自動量測和人工量測的溝道流速平均相對誤差僅為5.73％，說明在小流域模型人工降雨模擬試驗中溝道流速自動量測是可行的。
　　(3)雨峰在前、雨強1.5mm/min+0.5mm/min場次降雨過程中，流速、產(chǎn)流量、

4、產(chǎn)沙量變化以45min為臨界點，均隨雨強變換而減小，總體水平雨強0.5mm/min時流速、產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量低于雨強為1.5mm/min。雨峰在后、雨強0.5mm/min+1.5mm/min場次降雨過程中，流速均呈增大趨勢，而產(chǎn)流、產(chǎn)沙在前15min較少，第16min以后產(chǎn)流、產(chǎn)沙至降雨結(jié)束均呈增大趨勢，主溝流速與產(chǎn)流、產(chǎn)沙相關(guān)關(guān)系好于二支溝。
　　(4)雨峰在前、雨強2.0mm/min+0.5mm/min場次降雨過程中，流速、產(chǎn)流量

5、、產(chǎn)沙量變化以45min為臨界點，流速隨雨強變換而減小，總體水平雨強0.5mm/min時流速、產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量低于雨強為2.0mm/min；雨強0.5mm/min時則因降雨入滲率增大原因不再產(chǎn)流產(chǎn)沙。雨峰在后、雨強0.5mm/min+2.0mm/min場次降雨過程中，流速均呈增大趨勢，而產(chǎn)流、產(chǎn)沙在前15min較少，第16min以后產(chǎn)流、產(chǎn)沙至降雨結(jié)束均呈增大趨勢，主溝流速與產(chǎn)流相關(guān)關(guān)系好于二支溝。
　　(5)雨峰在前、雨強1.5

6、mm/min+0.5mm/min和2.0 mm/min+0.5mm/min的降雨過程中，主溝和二支溝流速、產(chǎn)流量及產(chǎn)沙量在前45min雨強為1.5mm/min和2.0mm/min時都是遞增的，后15min變?yōu)樾∮陱?.5mm/min后，主溝產(chǎn)流量和產(chǎn)沙量先減小后趨于穩(wěn)定，主溝和二支溝流速先減小后逐步增大。雨峰在后、雨強0.5 mm/min+1.5mm/min和0.5 mm/min+2.0mm/min的降雨過程中，主溝和二支溝產(chǎn)流量及產(chǎn)沙