径流小区分流装置的误差分析及校正试验

发布时间：2017-04-28 17:16

  本文关键词：径流小区分流装置的误差分析及校正试验，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：土壤侵蚀是国内外广泛关注的环境问题之一,严重的土壤流失加剧生态环境的恶化,制约着经济社会的可持续发展。径流小区作为土壤侵蚀领域中一种普遍而重要的研究方法被应用于世界各地,其水沙测量是定量研究土壤侵蚀的重要内容,提高小区集流系统中分流装置的径流泥沙测验精度,是准确猎取土壤侵蚀量的关键。本文开展的径流小区分流装置误差分析及校正试验,通过室内模拟分流过程,研究两种柱状的分流装置在不同径流流量(10、20、40、60 L/min)、中孔管长(0.1、0.2、0.4、0.6、0.8m)及进水方式(0.2、0.4、0.6m)对分流过程的影响,主要结论如下:1.当分流孔管长相同时,柱状以圆筒形设计的分流装置测验精度较高。两种分流装置的分流系数和分沙系数受流量影响不大,其中立方形装置的分流系数随流量的增大而略有减少,表明流量大小的改变对立方形分流装置的分流过程有一定的影响;两种装置的变异系数及泥沙沉降率均随流量的增大而减少,并在流量范围为10~40 L/min时减少幅度较大;分流孔与进水点的距离越大,则通过分流孔的径流含沙量越小,两者的关系可通过线性函数表示。2.随着中孔管长的增大,分流系数和分沙系数也随之增大,中孔收集的水量及泥沙量逐渐减少,造成较大的测验误差;测验误差最大处均出现在中孔管长为0.8m处;分流过程的时段含沙量接近一个常数,未随时间的推移而发生较大的变化,伴有较小的波动直到试验结束;中孔剩余泥沙量受管长及流量共同影响,当管长大于0.4m时,此规律性较为显著。3.单个分流孔进口总水头与流量的关系可以通过幂函数方程表示。随着进口总水头的增大,理论计算与实验所测得曲线的差异性越来越小,说明沿程阻力损失带来的影响逐渐减小;中孔管长与进口水头的比值是分流装置设计中较为关键的参数,由径流小区设计的中孔管长和径流流量共同决定。4.根据试验结果,柱状设计为圆筒形较为合理,除了可减少流量对分流系数波动,获得较高测验精度之外,圆筒形装置各分流孔与圆心距离相同,选择圆心作为进水位置能有效减少泥沙沉降对分流孔含沙量的影响。其次,延长中孔管长设计对水沙测验有很大的影响,此类设计缺陷应引起足够的重视。在导流管的设计中,应保证中孔管长与其它分流管长度相同,使得分流过程的水流流态、水头损失等水力参数相等,在不溢流的原则下,可通过增加分流孔数目或者减少孔径的方式增大管内水流充满度,缩短分流管长度,减少水流阻力和水头损失带来的影响,提高水沙测验精度。
【关键词】：径流小区 分流装置 误差分析 柱状 分流管 流量
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(广州地球化学研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P332
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 引言13-27
• 第一节 研究背景概述13-14
• 第二节 径流小区及集流系统的应用及发展14-19
• 一、国内外径流小区的发展及不足14-16
• 二、集流系统的设计及原则16-19
• 第三节 国内外分流装置现状及调查19-21
• 第四节 分流孔水力特征及泥沙运动规律21-24
• 一、分流孔水力特征21-22
• 二、泥沙运动规律22-24
• 第五节 拟解决问题、研究内容及技术路线24-25
• 一、拟解决问题24
• 二、研究内容24-25
• 三、技术路线25
• 第六节 论文结构安排25-27
• 第二章 试验设计27-37
• 第一节 配流装置的基本设计27-32
• 一、配流装置的固-液悬浮操作的设计27-28
• 二、配流装置外形尺寸参数的设计28
• 三、配流装置桨叶参数的设计28-30
• 四、配流装置挡板及出口阀门的设计30-31
• 五、配流装置拟配径流的设计31-32
• 第二节 分流装置的基本设计32-34
• 一、柱体、分流孔参数、进水方式的设计32-33
• 二、分流级数的设计33-34
• 第三节 试验流程34-35
• 第四节 样品处理方法35-37
• 一、径流样处理方法的选择35-36
• 二、处理步骤及泥沙量的计算36-37
• 第三章 柱状及进水方式对分流过程的影响分析37-45
• 第一节 不同柱状对分流过程的影响分析37-42
• 一、不同柱状下分流系数及分沙系数的变化规律37-38
• 二、不同柱状下分流均匀性的变化规律38-40
• 三、不同柱状下泥沙沉降率的变化规律40-42
• 第二节 不同进水方式对各分流孔含沙量的变化规律42-44
• 第三节 小结44-45
• 第四章 中孔管长对分流误差的影响分析45-61
• 第一节 不同中孔管长对分流过程的影响分析46-59
• 一、不同中孔管长下分流系数及分沙系数的变化规律46-50
• 二、不同中孔管长下测验误差的变化规律50-52
• 三、不同中孔管长下含沙量的变化规律52-56
• 四、不同中孔管长下中孔剩余泥沙量的变化规律56-59
• 第二节 小结59-61
• 第五章 基于宽顶堰流的误差分析61-69
• 第一节 分流管水力计算61-66
• 一、宽顶堰流基本理论61-63
• 二、基于宽顶堰流的水力计算63-66
• 第二节 理论计算与实测结果的分析对比66-67
• 第三节小结67-69
• 第六章 结论与展望69-73
• 第一节 试验结论69-71
• 一、柱状及进水方式对分流过程的影响69-70
• 二、中孔管长对分流误差的影响70
• 三、误差水力分析70-71
• 四、改进方法71
• 第二节 创新点71
• 第三节 研究展望71-73
• 参考文献73-78
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果78

【参考文献】

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本文编号：333241