Effects of sediment load on hydraulics of overland flow on steep slopes

Eroded sediment may have significant effects on the hydraulics of overland flow, but few studies have been performed to quantify these effects on steep slopes. This study investigated the potential effects of sediment load on Reynolds number, Froude number, flow depth, mean velocity, Darcy–Weisbach friction coefficient, shear stress, stream power, and unit stream power of overland flow in a sand‐glued hydraulic flume under a wide range of hydraulic conditions and sediment loads. Slope gradients were varied from 8·7 to 34·2%, unit flow rates from 0·66 to 5·26×10^?3 m² s^?1, and sediment loads from 0 to 6·95 kg m^?1 s^?1. Both Reynolds number (Re) and Froude number (Fr) decreased as sediment load increased, implying a decrease in flow turbulence. This inverse relationship should be considered in modeling soil erosion processes. Flow depth increased as sediment load increased with a mean value of 1·227 mm, caused by an increase in volume of sediment‐laden flow (contribution 62·4%) and a decrease in mean flow velocity (contribution 37·6%). The mean flow velocity decreased by up to 0·071 m s^?1 as sediment load increased. The Darcy–Weisbach friction coefficient (f) increased with sediment load, showing that the total energy consumption increased with sediment load. The effects of sediment load on f depended on flow discharge: as flow discharge increased, the influence of sediment load on f decreased due to increased flow depth and reduced relative roughness. Flow shear stress and stream power increased with sediment load, on average, by 80·5% and 60·2%, respectively; however, unit stream power decreased by an average of 11·1% as sediment load increased. Further studies are needed to extend and apply the insights obtained under these controlled conditions to real‐world overland flow conditions. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

提高水价对水资源需求的影响分析——以华北地区为例

中国已决定在3年之内把目前严重偏低的供水价格提高到保本乃至微利水平,这意味着华北地区农业供水价格将从目前的0.03元/m3左右提高到0.2元/m3～0.3元/m3,工业用自来水价格将从0.50元/m3～1.50元/m3提高到3.0元/m3～4.0元/m3,生活用水价格将从0.30元/m3～1.00元/m3提高到1.00元/m3～2.50元/m3。如此大幅度地提高水价,将对华北地区的水资源需求产生强烈的抑制作用,相对于原来预测的水资源需求量,水价提升将使水资源需求量减少25%～50%,达132～250亿m3,至少相当于“南水北调”中线和东线两项工程调往黄河以北的水量。显然,理顺水价具有很大的节水潜力。     

大别山北麓石炭纪盆地沉积和构造研究

大别山加里东构造带北麓的石炭系为残留海盆地沉积 ,分布限制在潢川—固始—肥中断裂以南和信阳—商城—金寨—舒城断裂以北 ,保存在南翼向南倒转并有逆冲推覆构造的复式向斜中 ,中部被燕山期花岗岩侵入体破坏。排除构造重复 ,石炭系总厚 >2 0 0 9m (掩盖部分未计 ) ,按岩石地层单元分 5个组 ,各组之间均为断层接触。自下而上花园墙组为以复理石为代表的深水浊积扇和具有向上变细序列的陡坡扇沉积 ;杨山组为辫状河和滨岸辫状三角洲含煤沉积 ;道人冲组为辫状河、辫状三角洲、扇三角洲及滨浅海沉积 ;胡油坊组分布最广 ,为微咸水盆地陡坡扇、浊积扇沉积 ,有特征的复理石和滑塌沉积 ;杨小庄组为碎屑海岸含煤沉积。下统和上统的界限位于道人冲组中下部厚层砾岩的底部。古水流方向以自南指向北占优势 ,物源主要来自南侧的大别山区。石炭系下统砾岩为远源硅质正砾岩 ,含大量脉石英砾石 ,母岩为岩浆热液成因 ,现已无保存 ;上统砾岩为近源陡坡环境形成的复成分、多杂基的副砾岩 ,为浊积砾岩 ,其中脉石英砾石明显减少 ,含千枚岩和沉积岩砾石 ,母岩主要来自南侧的信阳群 /佛子岭群等。复理石、滑塌、浊积砾岩的存在表明石炭系具陡坡陆缘海活动大陆边缘的沉积特征 ,并发现有少量火山岩碎屑 ,可能形成于弧后盆地。稀?     

大倾角地形下视电阻率数值模拟

为解决大角度起伏地形即陡峭地形(如河流阶地、冲沟、堤坝、山谷、山脊等)对实测视电阻率的影响问题,这里优化了三维有限元数值模拟中的单元积分形式,使之适合大倾角地形条件下对电阻率的数值模拟.为验证方法的正确性,采用保角变换计算了相近地形在均匀电流场情况下,陡峭地形引起的视电阻率变化特征.计算表明,对于缓倾斜地形,有限元数值...     

多中心空间结构对城市地价影响研究

城市地价的飞速上涨和成本提高,对企业选址、个人购房带来越来越重要的影响,城市多中心发展能否有效抑制地价亟待实证检验.基于2008年和2013年全国285个地级及以上城市的微观土地出让数据,分析城市空间结构对地价的影响.研究发现:①多中心空间结构能有效抑制城市过高地价,但会显著提升城市低段地价和城市整体平均地价;②城市多...     

立陡状金属矿随机介质地震正演模拟研究

地震勘探对于陡倾角地层探测效果通常不好,但有很多金属矿成高陡或立陡产状.金属矿成层性不好,岩性变化大,矿体内部具有一定的随机特征.针对这个特点,建立一个垂直和水平构造的矿体模型,在均匀介质模型的基础上加入随机参数形成随机介质模型.经过对方差大小的试验,发现当矿体方差远大于围岩方差时,矿体的反射和绕射非常明显.所以在符合...     

无居民海岛资源资产核算与账户体系构建研究

无居民海岛资源是海洋资源资产的重要组成部分，开展无居民海岛资源资产的核算方法及账户体系构建技术研究对于统筹推进自然资源资产产权制度改革具有重要意义。本文以环境经济综合核算（SEEA-2012）为编制依据，探索无居民海岛资源资产核算方法与账户体系构建路径。首先，参照“实物统计-价格估算-价值核算”的逻辑思路设计核算流程；其次，为反映无居民海岛资源所有权和使用权现状，从“总量所有”和“开发利用”两个方面来研究实物与经济价值核算方法；再次，以收益还原法为基础，构建出无居民海岛资源资产权益价格和开发收益价格评估方法；最后，设计出无居民海岛资源资产实物与价值核算表式结构与账户体系。