季节性河道非饱和入渗室内试验研究

发布时间：2017-05-16 08:04

  本文关键词：季节性河道非饱和入渗室内试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：干旱或半干旱地区的季节性河道,常常处于无水或少水状态,洪水基本发生在雨季。而季节性河道的入渗直接影响着洪水的演进以及地下水的补给过程。因此,研究季节性河道的入渗规律,对于季节性河道洪水的准确预报以及地下水的补给量计算都具有重要的实际意义。在国内外有关河道入渗规律的研究成果基础上,本文调查了大沽河不同河段的水文、气象、地质,通过室内垂向入渗试验、侧向入渗试验,研究分析了在不同条件下河道的入渗规律及其影响因素。本文选取了大沽河河床三个采集点的砂样为研究对象,分别为上游的莱西市孙受镇,中游的即墨市李家庄村,下游的胶州市李哥庄村。在试验过程中,分别测定了砂样的干容重、颗粒级配和水分特征曲线;通过室内垂向土柱入渗试验、侧向土槽入渗试验,研究了河道的非饱和入渗过程。通过室内试验研究,得出了一些结论,主要成果如下:(1)通过现场勘查,试验分别选取了大沽河上游的孙受镇、中游李家庄村和下游李哥庄村的砂样作为研究对象,通过试验获得了不同砂样的水分特征曲线,通过Van Genuchten模型,得到了拟合的水分特征曲线,并对不同砂样的曲线进行了影响因素分析;(2)在垂向土柱试验过程中,研究了在定水头入渗条件下,三种不同砂样在不同初始含水率条件下的垂向入渗过程,得到了土柱不同位置在不同时间的含水率和入渗率,并对比分析三种砂样的入渗规律。根据试验结果,可知砂样在垂向入渗时,入渗率主要分为两个变化过程,试验开始时,砂样含水率小,入渗率大,随着入渗的进行,入渗率逐渐减小为一个稳定的值。当初始含水率为1.02%和5.11%时,细砂的稳定入渗率约为0.025 m L/(s·cm2)和0.021 m L/(s·cm2);当初始含水率为1.38%和3.51%时,中砂的稳定入渗率约为0.028 m L/(s·cm2)和0.026 m L/(s·cm2);当初始含水率为1.83%和5.92%时,粗砂的稳定入渗率约为0.029 m L/(s·cm2)和0.028 m L/(s·cm2);(3)在侧向土槽试验过程中,研究了在定水头入渗条件下,三种不同砂样在不同初始含水率条件下的侧向入渗过程,得到了土槽不同位置在不同时间的含水率和入渗率,并对比分析三种砂样的入渗规律。根据试验结果,可知砂样在侧向入渗时,入渗率主要分为两个变化过程,试验开始时,砂样含水率小,入渗率大,随着入渗的进行,入渗率逐渐减小为一个稳定的值。当初始含水率为1.85%和5.79%时,细砂的稳定入渗率约为0.025 m L/(s·cm2)和0.023 m L/(s·cm2);当初始含水率为1.39%和4.32%时,中砂的稳定入渗率约为0.027 m L/(s·cm2)和0.026 m L/(s·cm2);当初始含水率为1.98%和2.44%时,粗砂的稳定入渗率约为0.028 m L/(s·cm2)和0.027 m L/(s·cm2)。
【关键词】：季节性河道 非饱和入渗 水分特征曲线 入渗率 模拟试验
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV139.16
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 0 绪论12-14
• 第1章 研究意义、进展、内容和方法14-22
• 1.1 研究意义14
• 1.2 土壤入渗理论14-21
• 1.2.1 入渗过程14-15
• 1.2.2 水分特征曲线15-17
• 1.2.3 入渗的滞后作用17-18
• 1.2.4 入渗损失计算18-21
• 1.3 研究内容与方法21-22
• 第2章 研究区域环境背景22-30
• 2.1 自然地理状况22-26
• 2.1.1 地理位置22
• 2.1.2 气象22-24
• 2.1.3 水文24-26
• 2.2 区域地质条件26-27
• 2.2.1 地形地貌26
• 2.2.2 地质条件26-27
• 2.3 大沽河地下水27-30
• 2.3.1 地下水用水量27-28
• 2.3.2 地下水工程28-30
• 第3章 砂样水理特性研究30-42
• 3.1 土壤颗粒级配的测定30-32
• 3.2 水分特征曲线的测定32-39
• 3.2.1 试验原理33
• 3.2.2 试验装置与测定方法33-35
• 3.2.3 试验结果35-39
• 3.3 参数的模拟39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 垂向土柱入渗试验研究42-56
• 4.1 实验装置及方法42-44
• 4.2 实验结果及分析44-55
• 4.3 本章小结55-56
• 第5章 侧向土槽入渗试验研究56-72
• 5.1 实验装置及方法56-58
• 5.2 实验结果与分析58-70
• 5.3 本章小结70-72
• 结论与建议72-74
• 参考文献74-78
• 致谢78

【参考文献】

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本文编号：370266