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坡面流超声波水深测量系统研究
  • ISSN号:1009-2242
  • 期刊名称:《水土保持学报》
  • 时间:0
  • 分类:P335[天文地球—水文科学;水利工程—水文学及水资源;天文地球—地球物理学]
  • 作者机构:[1]北京师范大学地理学与遥感科学学院,北京100875, [2]中国科学院水利部水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项目“输沙对坡面侵蚀的影响及其水动力学机理研究”(41271287); 中国科学院“百人计划”择优支持项目“土壤侵蚀水动力学机制研究”
中文摘要:

坡面流水深是常用的水动力学参数,是计算坡面流流速、水流剪切力、水流功率的基础,因而对其准确测量至关重要。室内侵蚀静床实验中水深直接测量法耗时长、误差大,而间接测量法一般是通过染色法测定流速进而反推出坡面流水深,测量精度受水流流态、测流区长度和含沙量等因素影响。鉴此,对超声波距离传感器应用于侵蚀静床坡面流水深测量进行系统研究,通过参数调试和测量系统检验,表明超声波水深测量系统测量不同厚度玻璃的平均相对误差为1.73%,对不同坡度、不同流量组合下坡面流测距的变异系数在0.061%~0.096%之间,其精度能够满足室内侵蚀静床条件下坡面流水深测量的研究需求,可用于侵蚀静床条件下坡面流水动力学特性、坡面流挟沙力、输沙及模拟覆盖对坡面流水动力学特性潜在影响的研究。

英文摘要:

Overland flow depth, which is a commonly used hydrodynamic parameter, is the basis in calculating flow velocity, flow shear stress and stream power. It is very important to be accurately measured. Direct measurement in laboratory erosive fixed bed experiments is time-consuming with big errors. Besides, indirect measurement calculates overland flow depth through measuring flow velocity by dye tracing method, however the accuracy of this kind of method is usually limited by flow regime, measurement length, sediment concentration, etc. Thus, this paper systematically studied the applicability of ultrasonic distance sensor in measuring overland flow depth of erosive fixed bed. Parameters adjusting and measurement system testing showed that the average relative error in measuring glasses with different thickness was 1. 73% and the coefficient of variation in measuring overland flow distance under different combinations of discharge and slope gradient ranges from 0. 016% to 0. 096%, which meant that the precision of this system could meet the researching needs of overland flow depth's measurement under the condition of laboratory erosive fixed bed experiment, and the system could be used in research with respect to hydrodynamic properties and sediment carrying capacity of overland flow, as well as the potential impact of sediment transport and simulated coverage on hydrodynamic properties of overland flow.

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期刊信息
  • 《水土保持学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院水利部水土保持研究所 中国土壤学会
  • 主编:刘宝元
  • 地址:陕西杨陵区西农路26号
  • 邮编:712100
  • 邮箱:journal@ms.iswc.ac.cn
  • 电话:029-87012707
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-2242
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1362/TV
  • 邮发代号:52-150
  • 获奖情况:
  • 1999年陕西省十佳期刊和优秀科技期刊一等奖,2000年中科院优秀期刊三等奖,2000年入选为中文核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:39646