北方风沙区砾石对堆积体坡面径流及侵蚀特征的影响

被引：36

作者：

康宏亮 ^{[1
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王文龙 ^{[1
,2
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薛智德 ^{[3
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郭明明 ^{[1
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李建明 ^{[4
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白芸 ^{[5
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邓利强 ^{[6
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李艳富 ^{[7
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李垚林 ^{[8
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机构：

[1] 西北农林科技大学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

[2] 中国科学院水利部水土保持研究所

[3] 西北农林科技大学资源环境学院

[4] 长江科学院水土保持研究所

[5] 榆林学院生命科学学院

[6] 山东省水利科学研究院水土保持与生态研究所

[7] 南京水利水电科学院

[8] 黄河水利委员会西峰水土保持科学试验站

来源：

农业工程学报 | 2016年 / 32卷 / 03期

关键词：

水动力学; 径流; 侵蚀; 工程堆积体; 风沙区; 砾石质量分数; 径流含沙量; 土壤剥蚀率;

D O I：

暂无

中图分类号：

S157.1 [水土流失的原因及其防治];

学科分类号：

摘要：

为了研究砾石对工程堆积体降雨侵蚀规律的影响,采用室内人工模拟试验,以土质堆积体（砾石质量分数为0）为对照,研究了10%、20%和30%砾石质量分数堆积体边坡在模拟降雨条件下的径流水力特征、产沙过程及侵蚀动力机制。结果表明:1)产流0～6 min,砾石促进堆积体坡面细沟间径流流动;产流12～30 min后,砾石阻碍堆积体坡面细沟径流流动;2)含砾石堆积体坡面粗糙度增大,水流流态变缓,水流速度降低,且均以层流为主。较土质堆积体而言,30%砾石质量分数堆积体坡面阻力系数增大88.8%288.4%,弗汝德数降低28.9%41.8%,水流速度降低0～45.8%;3)径流含沙量随产流历时经历快速降低-平稳过渡-波动上升3个阶段,土质及10%砾石质量分数堆积体高含沙水流现象频发,且随雨强增大,重力坍塌次数增加,重力侵蚀程度增强。20%、30%砾石质量分数堆积体发生高含沙水流的几率约为0。相对土壤流失比与砾石质量分数呈极显著负指数函数关系;4)土壤剥蚀率与各侵蚀动力参数均可用简单线性函数关系描述,单位径流功率是描述风沙区土质和10%砾石质量分数工程堆积体侵蚀产沙的最优因子,径流功率是刻画20%、30%砾石质量分数工程堆积体土壤侵蚀参数更为合理的因子。结果可为全国范围工程堆积体土壤侵蚀模型的建立提供科学依据。

引用

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