基于过滤的泥沙级配的测定方法探索

发布时间：2017-05-28 12:10

  本文关键词：基于过滤的泥沙级配的测定方法探索，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：严重的土壤侵蚀给生态环境带来了十分严重的影响,而泥沙的机械组成影响着泥沙沉降过程,进而影响着土壤流失量的估算,故土壤级配组成是土壤侵蚀研究过程中极关键的步骤。此外,其也是划分土壤质地的依据。故测定土壤的机械组成,不管是对土壤侵蚀的发生过程,还是对于其它领域的研究都具有重要的现实意义。目前常用的土壤机械组成分析测定方法是比重计法和吸管法,前者准确度差,后者操作步骤繁琐;激光粒度分析法作为比较新的一种方法,存在激光粒度分析仪造价较高的问题,应用于土壤机械分析尚且处于探索阶段。本文在试验前期,提供了一种利用滤纸过滤速度推求含沙量的测量方法。沉积泥沙对滤纸过滤具有一定堵塞作用,论文通过测定不同粒级浑水过滤速度,含沙量与过滤速度呈现较好线性关系,由此可构建含沙量与浑水过滤速度函数,借助于该函数反算出浑水含沙量,从而为水力侵蚀研究提供理论基础。该方法科学合理,实验步骤操作简单,成本低廉,克服了传统测量方法的一些弊端。不同粒径泥沙对滤纸过滤速度影响较大,由此通过滤纸的过滤速度,构建不同粒径泥沙过滤速度模型,借助实测资料率定模型参数,进而估算试验土壤粒度组成。本文通过比重计法测定不同土样的机械组成,再利用直筒过滤法测定含沙水样的过滤速度,最后将两者的测定结果进行对比分析,反推土壤机械组成。主要研究结果如下:五种不同土样的过滤时间存在较大差异,这说明不同机械组成的土样对滤纸的堵塞作用是存在较大差异的。泥沙颗粒沉降速度跟粒径呈幂函数回归关系,沉降速度随粒径的增加而增加,并且在粒径小于0.5mm时,沉降速度的增长是比较缓慢的,当粒径大于0.5mm时,沉降速度快速增长。五种不同土样的含沙水样中颗粒含量随时间变化均可用幂函数方程描述,不过其每个方程是存在差异的,这表明不同机械组成的土壤其由于粗细颗粒含量的不同,其沉降速度是存在显著差异的。五个土样在同一时段含沙水流不同含沙量跟过滤速度呈线性回归关系,过滤速度随含沙量的降低而降低;沉降量亦跟过滤速度成线性回归关系,过滤速度随沉降量的增加而减慢。利用泥沙对滤纸产生堵塞作用的k值,可以用来反推求泥沙级配。故用直筒过滤法反推泥沙级配的方法是可行的。
【关键词】：土壤机械组成 比重计法 直筒过滤法 过滤速度
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S157.1;S152.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 文献综述10-15
• 1.1 研究目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究概况11-13
• 1.2.1 细颗粒土壤颗粒组成分析方法11
• 1.2.2 泥沙沉降速度11-12
• 1.2.3 泥沙堵塞后过滤速度12-13
• 1.3 研究内容与目标13-15
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 研究目标14-15
• 第二章 研究方案15-21
• 2.1 研究方法15
• 2.2 技术路线15
• 2.3 试验设计15-21
• 2.3.1 试验场地及试验土壤15-16
• 2.3.2 试验装置与原理16-18
• 2.3.3 前期准备18
• 2.3.4 指标测定18-20
• 2.3.5 数据分析20-21
• 第三章 基于过滤的土壤含沙量测定21-27
• 3.1 不同含沙量浑水过滤过程21
• 3.2 不同土壤过滤特征分析21-24
• 3.3 试验测定结果误差分析24
• 3.4 试验测定结论24-27
• 第四章 基于过滤的土壤颗粒级配测定27-39
• 4.1 不同土壤粒径分布27-29
• 4.1.1 比重计校正27-28
• 4.1.2 各级颗粒百分数计算28-29
• 4.2 不同土壤粒径沉积速度29-32
• 4.2.1 相应沉积过程分析29-31
• 4.2.2 试验中沉积速度的分析31-32
• 4.3 不同土壤过滤速度分析32-33
• 4.4 不同土样的含沙量跟过滤速度的关系分析33-34
• 4.5 不同颗粒对过滤速度的影响分析34-39
• 4.5.1 沉降量对过滤速度的影响分析34-35
• 4.5.2 粒径对过滤速度的影响分析35-39
• 第五章 结论和展望39-41
• 5.1 结论39
• 5.2 论文的创新点39-40
• 5.3 论文的不足之处40
• 5.4 展望40-41
• 参考文献41-43
• 致谢43-44
• 作者简介44

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