溝頭是金沙江下游干熱河谷區(qū)沖溝發(fā)育最為活躍的部位,具有"跌坎陡立、地形落差大、跌水能量大、徑流沖刷劇烈"等特征。研究如何有效消減溝頭跌水能量、減少侵蝕產(chǎn)沙,是干熱河谷區(qū)開(kāi)展活躍溝頭治理的關(guān)鍵。通過(guò)多種處理下的消能試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)消能池設(shè)計(jì)可以有效消減溝頭跌水能量,消能率在92%以上,其大小與跌水高度、放水流量、填充材料和消能池深度等有關(guān)。消能率隨跌水高度、放水流量和消能池深度增大呈增大趨勢(shì),軟質(zhì)的扭黃茅材料較鵝卵石填充消能效果更佳。溝頭跌水在下落過(guò)程中與下墊面發(fā)生劇烈碰撞、摩擦,會(huì)耗散極大能量,在溝頭跌坎底部設(shè)置消能池,可以避免跌水耗散能量直接作用于土體,減緩溝頭溯源侵蝕過(guò)程的發(fā)展。與無(wú)填充相比,消能材料填充可使跌水侵蝕產(chǎn)沙減少49.6%～89.2%,平均減少74.2%。

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【部分圖文】：

圖1 干熱河谷溝頭跌坎陡立照片

干熱河谷活躍溝頭“跌坎-跌穴”組合形態(tài)(圖1),與水文研究中的階梯-深潭系統(tǒng)極為相似[8-9],因此本研究借鑒了階梯-深潭系統(tǒng)消能率研究中常用的模擬水槽試驗(yàn)方法[10],研究了不同跌水高度、不同填充材料、不同流量和不同消能池深度條件下的跌水消能效應(yīng),并通過(guò)原位溝頭沖刷試驗(yàn),研究了....

圖2 溝頭跌水消能池消能效果試驗(yàn)照片

本研究借鑒了階梯-深潭系統(tǒng)消能率試驗(yàn)研究中常用的模擬水槽試驗(yàn)方法[10],采用鐵皮槽與消能桶組合,通過(guò)定流量放水試驗(yàn),研究了不同跌水高度、不同流量、不同填充材料和不同消能池深度條件下的跌水消能差異,見(jiàn)圖2。其中,上部采用鐵皮槽模擬坡面徑流在集水區(qū)匯聚后形成的集中流,并設(shè)置不同的跌....

圖3 消能材料減蝕效果試驗(yàn)照片

3.1跌水高度和放水流量對(duì)跌水消能率的影響表1描述了消能桶深度50cm和無(wú)填充材料條件下,跌水高度和放水流量對(duì)溝頭消能率的影響。可以看出,隨著跌水高度增加,其消能率呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。當(dāng)?shù)叨扔?0cm增加至100cm時(shí),90L/min流量下消能率由92.9%增加至96....

圖4 不同填充材料下徑流泥沙含量隨時(shí)間變化特征

為研究不同填充材料對(duì)跌水侵蝕產(chǎn)沙的影響,監(jiān)測(cè)了野外模擬溝頭不同填充材料條件下徑流泥沙含量的時(shí)間變化規(guī)律,見(jiàn)圖4。結(jié)果表明,不同填充材料處理下,徑流泥沙含量呈現(xiàn)出明顯差異。其中,無(wú)填充處理下,徑流泥沙含量最高,平均值為2.82g/L;其次為鵝卵石處理,平均值為1.42g/L;鵝....

本文編號(hào)：4043071