物理基础的坡面雨滴溅蚀模型

坡面雨滴溅蚀受各种因素的影响，是一个极其复杂的过程。本文利用因次分析，导出了雨滴溅蚀量的定量表达式。借助雨滴溅蚀有效径流深对溅蚀公式进行简化并分类。根据实验资料对坡面雨滴溅蚀的机理进行了初步研究     

摆喷式人工降雨机的特性试验

在试验率定的基础上，对摆喷式人工模拟降雨的试验特性进行了研究。该机的原始技术结构取自于奥地利维也纳农业大学，原装置仅适于平缓农地，经改装后可用于陡坡坡面流及坡面侵蚀研究。经率定，该机在一定的雨强范围内均匀度可达８０％以上，且模拟降雨试验表明，其径流泥沙过程与作者导出的坡面流及侵蚀的理论模型是吻合的。该机喷嘴喷出的水股具有一定的初速。利用力学原理，还得出了在有初速条件下雨滴在有限高度下降的终点速度公     

土楼夯土风雨侵蚀机理及侵蚀损耗量研究

针对夯土墙侵蚀及侵蚀计量问题,采用现场实测和借鉴水土流失统计的方法,研究夯土风雨侵蚀损耗规律,并提出损耗计量公式,揭示了夯土风雨侵蚀损耗机理、雨水浸润墙体弱化材料性能及风驱雨撞击夯土产生材料颗粒的溅蚀和剥蚀,并量化证实了雨滴撞击荷载是侵蚀损耗的直接动力.结合当地风、雨气象数据,计算出近年来夯土的年侵蚀量,可用于预测夯土墙剩余寿命,为土楼保护提供适用性的科学依据.     

黄土坡面细沟侵蚀稳定宽度的动力学研究

细沟侵蚀是黄土坡面侵蚀的主要方式，细沟侵蚀宽度是土壤侵蚀研究的重要内容之一．引入暴露度概念，考虑粘着力对泥沙起动的作用，用建立的细沟流泥沙起动公式推导出细沟侵蚀稳定宽度的计算公式．采用试验资料对细沟稳定宽度计算公式进行验证，计算值与试验值较符合，误差在-28％～28％之间．从而证明了细沟流流速与细沟泥沙起动流速相等时细沟形成稳定宽度的结论是正确的．     

黄土坡面水蚀因子对坡面侵蚀量的影响研究

以黄土坡面为研究对象,建立土壤侵蚀评价和预报模型,通过室内径流冲刷模拟试验,研究了坡面径流水深及流速的变化规律,分析了坡面径流水动力要素对坡面侵蚀量的影响。结果表明:在土壤侵蚀过程中,坡面径流水深和流速的变化极为复杂,具有时空分布多样性特点,但总体上随径流冲刷流量的增加而增大。通过分析坡面侵蚀量与水蚀因子的关系,建立了坡面侵蚀模型多元回归方程。     

降雨条件下不同土壤类型的坡面径流侵蚀产沙试验研究

利用人工模拟降雨试验,研究我国最具代表的4种侵蚀性土壤,即红壤、紫色土、黑土和黄土,降雨雨强和坡度对坡面径流侵蚀产沙的影响以及坡面径流与侵蚀产沙的相关性,结果表明,4种土壤的坡面平均产沙强度均随降雨雨强和坡度的增大而增大,其抗侵蚀能力大小依次为紫色土、红壤、黑土和黄土;对人工模拟降雨试验坡面平均产沙强度进行二因素方差分析,计算所得的P值均小于0.05,说明降雨雨强和坡度对坡面侵蚀产沙强度的影响显著;分析4种土壤坡面侵蚀产沙与径流的关系,得出坡面产沙强度随径流强度的增大而增大,且两者之间存在较好的幂函数关系。     

边坡植被固土抗冲刷特性及其护坡机理研究

为了研究植物对土体蒸发速率和抗冲刷特性的影响及其变化规律,选择常用护坡植物黑麦草与紫花苜蓿两类植物进行蒸发试验和抗冲刷试验,分析了在不同植物种子配比条件下,试样在植物生长时期的蒸发速率,结合图像二值化方法得到植物生长14 d后的植被覆盖率,分析不同植物种子配比条件下土体抗冲刷特性。植物生长试样所用混合植物种子设置5种配比,黑麦草与紫花苜蓿的配比分别为1∶0、0.7∶0.3、0.5∶0.5、0.3∶0.7和0∶1,植物生长周期设置为14 d。试验结果表明:紫花苜蓿在植被生长发育前期对土体蒸发速率影响效果更为显著,在生长稳定期所有配比的试样蒸发速率趋于一致;利用图像二值化方法得出黑麦草与紫花苜蓿配比为3∶7时植被覆盖率最高,为80.1%;混合配比试样的植被覆盖率的提高,其发育的植物茎叶减少雨水对土体的冲击并减弱径流侵蚀,不同类型的根系与土体结合,增大根系影响深度并增强加筋作用,增强了土体抗冲刷性能。     

长江河口段水流挟沙力初步研究

主要根据长江河口段肖山至石化下河段的水文泥沙实测资料，分析径流和潮流共同作用下的水文泥沙特性，归纳影响该区段水流挟沙力的主要因素，从而求得适用于该区段的水流挟沙力公式．经验证，计算值和实测值基本符合．比较研究河段与上下游的水流挟沙力，结果表明，肖山至徐六泾河段受径流作用为主，而白茆沙至石化下河段的潮流作用较强．     

风雨环境下汽车空气动力学性能分析

为了研究风雨环境对汽车空气动力学性能的影响，本文基于Euler-Lagrange方法建立风雨环境下汽车空气动力学模型，采用M-P(Marshall-Palmer)雨滴谱对雨滴降落进行数值模拟。基于风-雨双向耦合算法进行风场和雨滴迭代模拟，开展不同侧偏角，不同降雨强度条件下汽车空气动力学特性研究。计算结果表明，当侧偏角相同时，车身迎风侧所受正压、车身表面的雨滴浓度及单位时间内降落至车身的雨滴质量均随着降雨强度的增大而增大，且雨滴降落位置主要位于前车窗附近，汽车的气动阻力系数随降雨强度的增大而增大；当降雨强度相同时，汽车的气动阻力系数随侧偏角的增大先增大后减小，而侧偏角的增大或降雨强度的增大，均会导致汽车的气动性能恶化。该研究为车辆安全行驶提供了理论依据。     

山区流域泥沙输移比计算公式

本文在分析影响泥沙输移比主要因素的基础上，分别对坡面上单位面积输沙率ｑｓ和坡面上单位面积产沙率Ｓｙ进行了量纲分析，得出了ｑｓ和Ｓｙ的数学表达式，从而获得了山区流域泥沙输移比的计算式。采用湖北省石桥铺径流实验站的实测降雨、径流和泥沙统计资料对泥沙输移比公式进行了验证，其相关系数为０．８５，因此本文推出的计算泥沙输移比的公式是合理的。     

Research on cohesive sediment erosion by flow: An overview

Erosion of cohesive sediment by flow is a very complicated phenomenon occurring worldwide. Understanding and modeling of the erosion process are important for many issues such as the breaching of embankments, riverbank stability, siltation of harbors and navigation channels, service life of reservoirs, distribution of (heavy metal) pollutants and water quality problems. In the last few decades, numerous studies have been done on the erosion of cohesive sediment by flow. Nevertheless, the factors affecting the erosion resistance of cohesive sediment are still not fully understood and the knowledge of the physics of cohesive sediment erosion is inadequate, as a result the mathematical modeling of this erosion is far from satisfactory. In this paper an overview of the studies on the erosion resistance, erosion threshold and the erosion rate of cohesive sediment by flow is presented. The outcomes achieved so far from the studies and the existing problems have been analyzed and summarized, based on which recommendations are proposed for future research. Supported by the National Key Technology R&D Program of China (Grant Nos. 2006BAC14B02 and 2006BAB05B03) and the National Basic Research Program (973 Program) of China (Grant No. 2007CB714106)     

城市化开发的侵蚀模数及流域淤积量研究

通过大量调查和试验资料，主要对深圳市花岗岩风化物一切平土区侵蚀特性和淤积特性进行了分析，得出了城市化开发的土壤侵蚀和流域淤积量变化。     

A Study on sediment sources in a small watershed by using REE tracer method

In simulation experiments, rare earth element (REE) tracer method was first used to sludy the sources of sediment yield in a small watershed. The experimental results have shown that the chief parts of sediment sources are constantly changing with the development of gullies. The cutting erosion plays a major role in the primary stage of watershed development. Slope erosion intensity increased gradually with gully development of the watershed, while gully erosion intensity decreased. Similar process was also observed in an individual rainfall. The simulation experiments have shown that the method can satisfactorily interpret the origins of sediment yield of a small watershed on an effective way. The simulation experiments have also provided basic information for field researches.     

清水冲刷粗化层极限冲深试验研究

本文在总结前人对粗化层极限冲深研究的前提下,结合室内模型试验,在清水冲刷条件下,提出了一个较为简单的冲刷深度计算公式,试验结果表明该公式精度较高。同时,考虑上游来沙情况下,建立了一个能够综合反应水流强度和上游来沙情况的冲刷深度计算公式,试验结果表明计算值与实测值吻合较好。     

基于线性冲蚀公式的二维非黏性土石坝溃决模型

基于线性冲蚀公式建立二维非黏性土石坝溃决模型. 所建模型利用线性冲蚀公式建立床面冲刷率与水流切应力的关系以计算坝体变形,无须应用输沙率公式和求解泥沙输移方程. 与现有精细物理模型相比,所建模型更简单,计算效率更高. 利用2个不同形式的算例,验证边坡坍塌算法的有效性;将所建模型分别应用于一维和二维非黏性土石坝漫顶实验,模型计算的坝顶高程、溃口最终宽度和峰值流量等关键指标值与测量值吻合良好,表明该模型能够较为准确地模拟非黏性土石坝溃坝. 对模型关键参数进行敏感性分析,分析不同参数对计算结果的影响.     

Transport Rate of Surface Erosion by the Hydrodynamics

The coherence and exposure degree are used in analyzing initiation of slope sediment.The initial ve- locity is built by using a critical roiling model.A transport rate formula of slope erosion is established using the Meyer-Peter model.The formula is tested by experiment and agrees well but the errors are big when the flow discharge and rain intensity are smaller.     

大中流域水土保持宏观分区方法的探讨

根据乌裕尔河流域地貌型态，土壤侵蚀的演变过程，确定了宏观分区因素。通过量算分析得出，从河口至河源随海拔高程的递增，主河道比降、河流分支比例呈递增趋势，人口密度呈递减趋势和土壤侵蚀广度中游大、上下游相对小的规律。以这４个因素为依据，采用定点分段判别的方法将乌裕尔河流域分为３个宏观控制区。     

3D mathematical model for suspended load transport by turbulent flows and its applications

In recent years, 1D sediment mathematical models have been widely applied in en-gineering practice. However, simulation results from such models provide limited tech-nical details and they cannot fully meet the requirements of engineering planning and design. Though 2D sediment mathematical models have been developing rapidly and already been used to solve the sediment problems in hydraulic engineering, the area near the main structure of a project has 3D problems of water flow and sediment m…