项目简介
项目名称
坡面细沟流动的数值模拟方法研究
项目批准号
50179015
学科分类
E090401
工程与材料科学部
_水利科学与海洋工程
_河流海岸动力学与泥沙研究
_泥沙动力学
资助类型
工程与材料科学
负责人
邵学军
依托单位
清华大学
批准年份
2001
起止时间
200201-200412
批准金额
22.00万元
摘要
背景、方向、主要内容、重要结果、关键数据及科学意义。
坡面面蚀和细沟侵蚀是流域水土流失的重要来源，同时也引发面源污染，加剧径流水质的恶化。本项研究以面蚀、细沟侵蚀等基本过程的物理机理为目标，在试验研究的基础上揭示细沟发生发展过程与试验坡面参数之间的关系、建立面蚀和细沟侵蚀的临界条件，并对流域侵蚀模拟中的尺度效应问题进行了定量计算分析，在沟道水流运动和流域泥沙输移方面也获得相应成果。重要结果包括：设计新型室内试验设备、完成大幅变坡下的细沟流动试验，精确测量得到流速、水深和流态随模型坡面参数变化的系列资料、发现并从理论上解释了最大流速对应的坡度；依据实测资料建立了坡面流动力波方程并求得数值解，提出了不同坡度下稳定细沟宽的计算方法，建立了剪切应力与细沟尺度、坡度的关系；针对给定实验条件，提出不同尺度下细沟发育规模具有非线性关系，得到了不同土质条件或不同侵蚀营力占优情况下面蚀和细沟侵蚀的临界坡度；建立沟道高含沙水流运动和泥沙输移、弯道复杂紊流的计算方法。细沟侵蚀方面的主要研究结果投往国际权威期刊Water Resoursces Research后，一审审稿人评价为有"新颖和原创性的贡献"。
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