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高速明渠流条件下高性能加筋草皮抗侵蚀特性研究

张壮 潘毅 陈永平 胡玉植 张同鑫 李琳

张壮, 潘毅, 陈永平, 胡玉植, 张同鑫, 李琳. 高速明渠流条件下高性能加筋草皮抗侵蚀特性研究[J]. 水利水运工程学报, 2018, (6): 77-83. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.06.010
引用本文: 张壮, 潘毅, 陈永平, 胡玉植, 张同鑫, 李琳. 高速明渠流条件下高性能加筋草皮抗侵蚀特性研究[J]. 水利水运工程学报, 2018, (6): 77-83. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.06.010
ZHANG Zhuang, PAN Yi, CHEN Yongping, HU Yuzhi, ZHANG Tongxin, LI Lin. Experimental studies of anti-erosion ability of high-performance reinforced turf on high-speed open channel[J]. Hydro-Science and Engineering, 2018, (6): 77-83. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.06.010
Citation: ZHANG Zhuang, PAN Yi, CHEN Yongping, HU Yuzhi, ZHANG Tongxin, LI Lin. Experimental studies of anti-erosion ability of high-performance reinforced turf on high-speed open channel[J]. Hydro-Science and Engineering, 2018, (6): 77-83. doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.06.010

高速明渠流条件下高性能加筋草皮抗侵蚀特性研究

doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2018.06.010
基金项目: 

国家重点研发计划资助项目 2016YFC0401505

江苏省自然科学基金资助项目 BK20130833

详细信息
    作者简介:

    张壮(1995—),男,江苏盐城人,硕士研究生, 主要从事海岸防灾研究。E-mail:1191671402@qq.com

    通讯作者:

    潘毅(E-mail:panyi@hhu.edu.cn)

  • 中图分类号: TV131.6;TV133

Experimental studies of anti-erosion ability of high-performance reinforced turf on high-speed open channel

  • 摘要: 现有针对高性能加筋草皮的抗侵蚀性能研究,大多建立在大规模试验基础上,重点研究允许冲刷流速和表面切应力。为了研究高速明渠水流条件下高性能加筋草皮侵蚀过程,对天然草皮和3种高性能加筋草皮共48个样品进行培植,并布置在高速明渠流的倾斜水槽中,通过不同坡度和流量分别进行间断和不间断冲刷试验,分析流速、流量和侵蚀量的关系。结果表明,间断和不间断冲刷的侵蚀速率有明显差异,说明初始冲刷引起了高性能加筋草皮的大部分侵蚀。样本侵蚀过程显示侵蚀速率随侵蚀量的增加而降低,证明明渠高速水流作用下加筋草皮存在“侵蚀上限”特征。此外,还讨论了流量和生态加筋网结构对侵蚀过程的影响,并尝试拟合了平均侵蚀速率与水流表面流速的关系。
  • 图  1  3种不同生态加筋网测试样品

    Figure  1.  Testing specimens of HPTRM

    图  2  加筋草皮样品

    Figure  2.  Growth process of specimens

    图  3  不同坡度条件下的明渠高速水流测试仪结构示意

    Figure  3.  Three testing flumes with different slopes for high velocity flow

    图  4  不同坡度不同样品的土壤侵蚀量发展曲线

    Figure  4.  Measured erosion depths of vegetated HPTRM specimens during model tests

    图  5  侵蚀上限原理[13]

    Figure  5.  Principle of erosion upper limit[13]

    图  6  流量与侵蚀量关系

    Figure  6.  Relationship curves of discharge and average erosion amount

    图  7  不同型号生态加筋网之间比较

    Figure  7.  Comparison of erosion volume development curves with different types of ecological reinforcement networks

    图  8  流速与侵蚀速率关系

    Figure  8.  Relationships between erosion rate and flow velocity

    表  1  试验组次设置

    Table  1.   Test cases for each type of HPTRM

    测试仪坡度 不同单宽流量下的间断冲刷 不间断冲刷(1 386 m3·h-1·m-1)
    1 098 m3·h-1·m-1 1 260 m3·h-1·m-1 1 386 m3·h-1·m-1
    1:3 组次1 组次2 组次3 组次4
    1:2 组次5 组次6 组次7 组次8
    1:1 组次9 组次10 组次11 组次12
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-01
  • 刊出日期:  2018-12-01

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