地表糙率对坡面流流速影响的试验研究

被引：20

作者：

施明新 ^{[1
]}

吴发启 ^{[2
]}

田国成 ^{[2
]}

机构：

[1] 西北农林科技大学水土保持研究所

[2] 西北农林科技大学资源环境学院

来源：

水力发电学报 | 2015年 / 34卷 / 06期

关键词：

水力学; 地表糙率; 坡面流流速; 流量; 坡度;

D O I：

暂无

中图分类号：

S157 [水土保持];

学科分类号：

0815 ; 082802 ; 090707 ; 0910 ;

摘要：

地表糙率是影响坡面流流速特征及变化过程的重要因素。本研究采用变坡试验水槽在粗糙粒径（d≤10mm）、单宽流量（0.04～0.24 L·s-1·m-1）和坡度（2°12°）范围内,利用定床阻力冲刷试验系统研究坡面流平均流速与粗糙粒径、流量和坡度之间的关系。结果表明:随着地表糙率的增加,水流克服阻力做功增加,能量降低,流速呈指数函数减小。地表糙率不同会导致坡面流速的主要控制因素不同,当粗糙粒径较小（0≤d≤2.5mm）时,糙率、流量和坡度对流速均有显著影响,解释方差分别为19.8%、44.8%和27.8%;当粗糙粒径较大（2.5<d≤10mm）时,糙率和坡度对流速的影响很小（影响程度分别占8.8%和1.5%）,流量为主要影响因素（占84.1%）。经多元回归分析发现,糙率对流速的影响最大（54.6%）,流量次之（30.8%）,坡度最小（6.6%）,三者可以较好模拟定床条件下的水流流速（R2=0.919）,且流速与糙率负相关,与流量和坡度正相关。该研究结果有助于深入了解不同糙率的定床阻力下坡面流流速的时空分布特征,为坡面土壤侵蚀过程物理模型的建立提供科学依据。

引用

页码：117 / 124

页数：8

共 17 条

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