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(yàn)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(chǎng)次暴雨集中出現(xiàn)，時(shí)空分布不均，土壤侵蝕嚴(yán)重。室內(nèi)物理模型人工模擬試驗(yàn)是研究土壤侵蝕機(jī)理和水土流失規(guī)律的重要手段，尤其是室內(nèi)降雨試驗(yàn)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(shí)。
　　本試驗(yàn)以黃土丘陵區(qū)無(wú)定河三級(jí)支流橋溝小流域?yàn)樵椭谱鞯氖覂?nèi)概化模型為研究對(duì)象，以雨強(qiáng)0.5 mm/min+1.5 mm/min歷時(shí)15min+45

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

3、制作室內(nèi)概化模型，進(jìn)行不同雨強(qiáng)、不同雨強(qiáng)降雨歷時(shí)組合試驗(yàn)，本研究在試驗(yàn)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(dòng)量測(cè)的溝道流速數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理分析，結(jié)果表明流速儀自動(dòng)量測(cè)和人工量測(cè)的溝道流速平均相對(duì)誤差僅為5.73％，說(shuō)明在小流域模型人工降雨模擬試驗(yàn)中溝道流速自動(dòng)量測(cè)是可行的。
　　(3)雨峰在前、雨強(qiáng)1.5mm/min+0.5mm/min場(chǎng)次降雨過(guò)程中，流速、產(chǎn)流量、

4、產(chǎn)沙量變化以45min為臨界點(diǎn)，均隨雨強(qiáng)變換而減小，總體水平雨強(qiáng)0.5mm/min時(shí)流速、產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量低于雨強(qiáng)為1.5mm/min。雨峰在后、雨強(qiáng)0.5mm/min+1.5mm/min場(chǎng)次降雨過(guò)程中，流速均呈增大趨勢(shì)，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(shì)，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(qiáng)2.0mm/min+0.5mm/min場(chǎng)次降雨過(guò)程中，流速、產(chǎn)流量

5、、產(chǎn)沙量變化以45min為臨界點(diǎn)，流速隨雨強(qiáng)變換而減小，總體水平雨強(qiáng)0.5mm/min時(shí)流速、產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量低于雨強(qiáng)為2.0mm/min；雨強(qiáng)0.5mm/min時(shí)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(qiáng)0.5mm/min+2.0mm/min場(chǎng)次降雨過(guò)程中，流速均呈增大趨勢(shì)，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(shì)，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(qiáng)1.5

6、mm/min+0.5mm/min和2.0 mm/min+0.5mm/min的降雨過(guò)程中，主溝和二支溝流速、產(chǎn)流量及產(chǎn)沙量在前45min雨強(qiáng)為1.5mm/min和2.0mm/min時(shí)都是遞增的，后15min變?yōu)樾∮陱?qiáng)0.5mm/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(qiáng)0.5 mm/min+1.5mm/min和0.5 mm/min+2.0mm/min的降雨過(guò)程中，主溝和二支溝產(chǎn)流量及產(chǎn)沙