在我國西北地區(qū)水土流失十分嚴(yán)重,不但存在水蝕,而且風(fēng)蝕也十分嚴(yán)重,已經(jīng)嚴(yán)重影響該地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)。針對西北地區(qū)水蝕和風(fēng)蝕都十分嚴(yán)重的現(xiàn)狀,孫西歡教授提出了喬灌籬溝蓄法,該法可以有效的控制包括水蝕和風(fēng)蝕在內(nèi)的坡面土壤侵蝕,是一種適用于山西北部水土流失較為嚴(yán)重地區(qū)坡面水土流失治理的新方法,同時也是將水土保持工程措施和生物措施相結(jié)合的一種新的水土流失治理方法。本文采用試驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法,對喬灌籬溝蓄坡面降雨入滲產(chǎn)流系統(tǒng)運動進(jìn)行研究,主要研究結(jié)果如下。 (1)在自行研制的喬灌籬溝蓄溝道土壤水分運動試驗裝置的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了喬灌籬溝蓄溝道土壤水分運動試驗研究,結(jié)果表明水平和垂直濕潤鋒推進(jìn)距離隨著入滲時間的增大而增大,濕潤鋒的推進(jìn)速度隨著入滲時間的增大而減小,并且水平濕潤鋒和垂直濕潤鋒的推進(jìn)距離與入滲時間有顯著的對數(shù)關(guān)系；喬灌籬溝蓄溝道土壤水分在水平方向不同時間土壤含水率的分布趨勢一致,均隨著水平距離的增大而減小,入滲時間越長,土壤水分濕潤的范圍越大；在垂直方向不同時間土壤含水率分布趨勢亦一致,均隨著距蓄水溝溝底距離增大而減小,不同時間,土壤濕潤范圍不同,時間越長濕潤范圍越大。 (2)根據(jù)...

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 水土流失概述
        1.2.2 水土保持措施研究現(xiàn)狀
        1.2.3 土壤水分運動數(shù)值模擬研究進(jìn)展
    1.3 喬灌籬溝蓄法概述
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 喬灌籬溝蓄溝道土壤水分運動試驗研究
    2.1 喬灌籬溝蓄溝道土壤水分運動試驗設(shè)備與方法
        2.1.1 試驗設(shè)備
        2.1.2 灌水量的確定
        2.1.3 試驗步驟
    2.2 喬灌籬溝蓄溝道土壤水分運動試驗結(jié)果分析
        2.2.1 喬灌籬溝蓄溝道土壤水分運動過程分析
        2.2.2 濕潤鋒變化過程分析
        2.2.3 土壤含水率分布特性分析
    2.3 小結(jié)
第三章 喬灌籬溝蓄溝道土壤水分運動數(shù)值模擬研究
    3.1 數(shù)學(xué)模型
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 定解條件
    3.2 數(shù)學(xué)模型的求解
        3.2.1 土壤水分運動控制方程的Galerkin方程
        3.2.2 三角單元剖分與基函數(shù)的構(gòu)造
        3.2.3 三角單元Galerkin有限元方程
        3.2.4 時間項差分處理
        3.2.5 有限元法的總體矩陣合成
        3.2.6 方程組求解——迭代法
        3.2.7 數(shù)值求解過程
    3.3 程序編制
    3.4 喬灌籬溝蓄溝道土壤水分運動數(shù)學(xué)模型驗證
        3.4.1 模型基本參數(shù)
        3.4.2 土壤濕潤鋒對比
        3.4.3 土壤含水率對比
    3.5 喬灌籬溝蓄溝道土壤水分特征分析
        3.5.1 不同入溝水量土壤水分運動特性分析
        3.5.2 不同溝底寬度土壤水分運動特性分析
        3.5.3 不同土壤初始含水率土壤水分運動特性分析
        3.5.4 不同水平貯水管直徑水分運動特性分析
        3.5.5 不同水平貯水管埋深水分運動特性分析
    3.6 小結(jié)
第四章 喬灌籬溝蓄坡面降雨入滲產(chǎn)流系統(tǒng)水分運動模型建立與求解
    4.1 喬灌籬溝蓄坡面降雨入滲系統(tǒng)水分運動模型
        4.1.1 研究區(qū)域概化
        4.1.2 控制方程
        4.1.3 定解條件
    4.2 模型離散
        4.2.1 運動波模型求解
        4.2.2 土壤水分運動方程求解
    4.3 模型運行過程
    4.4 小結(jié)
第五章 喬灌籬溝蓄坡面降雨入滲產(chǎn)流系統(tǒng)水分運動模型驗證與應(yīng)用
    5.1 試驗布置與觀測方法
        5.1.1 試驗區(qū)概況
        5.1.2 坡面徑流小區(qū)的布置與觀測
    5.2 試驗結(jié)果與分析
    5.3 模型驗證
    5.4 喬灌籬溝蓄坡面降雨入滲產(chǎn)流特征分析
        5.4.1 坡度對產(chǎn)流量的影響分析
        5.4.2 坡面糙率對產(chǎn)流量的影響分析
        5.4.3 前期含水率對產(chǎn)流量的影響分析
        5.4.4 雨強(qiáng)對產(chǎn)流量的影響分析
        5.4.5 雨量對產(chǎn)流量的影響分析
    5.5 小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的主要研究工作
    1、攻讀博士期間參加的科研項目
    2、攻讀博士期間發(fā)表的論文



本文編號：3994078