沙质床面河道演化过程湿润带渗流规律试验分析

发布时间：2021-09-05 10:20

　　为揭示试验室条件下无黏性沙质河道演变过程中河床湿润带的渗流规律,设计循环水槽装置系统,通过控制床沙粒径、入流流量、床面坡降及河岸植被覆盖率4个变化参量,分析不同因素对河床渗流的影响以及河床湿润带含水率的时空变化。结果表明:颗粒粒径及床面坡降对渗流流量的影响较大,粗沙的渗透性远大于细沙,流域坡降与渗流流量成正比;初始含水率对渗流有重要影响,床面初始含水率较小时,渗流流量偏大;对于河道演变试验,当床沙、坡降、河岸植被等流域控制因素一定时,系统存在相对饱和渗流流量;当流量大于相对饱和渗流流量时,渗流流量将保持相对稳定。此外,床面含水率在时间尺度上变化较小,而在空间尺度上呈区域阶梯变化。 

【文章来源】：水资源与水工程学报. 2020,31(06)CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

河道渗流试验装置、采样点布置及河岸植被示意图(单位:cm)

河岸植被边界条件设定两个控制变量:布设方式和植被密度(参数设定见表1)，种植密度用河岸植被覆盖率表示。种植植被草为四季青(见图1(c))成梅花形种植，间距为1 cm。成草的平均根系长度达2.7 cm，有效根系覆盖平均直径d≈1 cm。将有效根系覆盖面积作为植被覆盖率，计算得到4种植被有效覆盖率分别为0(无植被)、20%、40%、80%(K1=0;K2=4(πd2/4)/A≈20%;K3=2×K2≈40%;K4=4×K2≈80%)。4 试验结果与分析

当床沙达到饱和状态时，渗流可以近似分解为横向渗流与纵向渗流两部分，横向渗流量的大小主要取决于入流量的大小，而纵向渗流取决于河道纵向坡降。河道坡降也可认为是水坡比降，对渗流影响主要表现为渗流水头的变化。通常情况下，渗流量会随着河道流量及水力坡降的增大而增加，但影响程度不同。从图3、4可以看到，工况RUN4与RUN5的坡度相同，但流量相差较大时，两组试验中渗流量变化范围相差较小;工况RUN1和RUN2也是如此。RUN7虽然流量较RUN5及RUN6小，河道渗流量却较RUN4、RUN5及RUN6都大。因此可以得出，水力坡降对于渗流量大小的影响作用明显大于流量的作用。图4 工况RUN3～RUN7渗流流量-河道坡降关系

【参考文献】：
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3385172