黄土坡面细沟与细沟间水流水动力学特性研究

被引:20
作者
王龙生 [1 ,2 ,3 ]
蔡强国 [1 ,2 ]
蔡崇法 [3 ]
孙莉英 [1 ,2 ]
机构
[1] 中国科学院陆地水循环与地表过程重点实验室
[2] 中国科学院地理科学与资源研究所
[3] 华中农业大学资源与环境学院
关键词
黄土坡面; 细沟侵蚀; 坡面径流; 水动力学参数;
D O I
10.16239/j.cnki.0468-155x.2013.06.009
中图分类号
S157 [水土保持];
学科分类号
0815 ; 082802 ; 090707 ; 0910 ;
摘要
采用室内人工模拟降雨试验,使用5m长的移动式可调坡钢制土槽,通过2个降雨强度(1.5和2mm/min)和4个坡度(10°、15°、20°、25°),对黄土坡面细沟侵蚀发生过程中的坡面径流水动力学参数特征进行了研究。结果表明:(1)细沟内水流的平均流速一般大于同水平面上细沟间水流平均流速,二者变化规律不同,细沟内水流流速的变化与细沟形态变化有关,当测速坡段内有跌坎时,测得流速就会减小;(2)雷诺数和弗汝德数的变化都与对应的水流平均速度变化规律相同,与坡度的不同所表现出的变化规律并不明显;细沟内水流Re和Fr的值比细沟间水流一般要大;(3)Darcy-weisbach阻力系数(f)和曼宁阻力系数(n)受坡度的影响比较显著,二者呈较好的线性关系;径流阻力系数(f)与雷诺数(Re)之间并无显著关系,而与弗汝德数(Fr)之间的关系显著;细沟内水流阻力系数一般小于细沟间水流阻力系数,特别是在坡度较大的情况差异更为显著;(4)水流功率和水流剪切力都随坡度的增大而呈先增后减的趋势,临界坡度在20°25°之间;同一坡度下细沟流与细沟间水流之间关于平均径流剪切力和水流功率的差异并无显著规律。
引用
收藏
页码:45 / 52
页数:8
相关论文
共 24 条
[1]   人工模拟降雨下细沟与细沟间流速的沿程分布 [J].
刘和平 ;
王秀颖 ;
刘宝元 .
地理研究, 2011, 30 (09) :1660-1668
[2]   坡面水流速度与坡面含砂量的关系 [J].
李君兰 ;
蔡强国 ;
孙莉英 ;
郑明国 .
农业工程学报, 2011, 27 (03) :73-78
[3]   人工模拟降雨条件下紫色土坡面流水动力学参数特征 [J].
丁文峰 ;
李亚龙 ;
王一峰 ;
程冬兵 ;
张平仓 .
水土保持学报, 2010, 24 (02) :66-69
[4]   坡面流侵蚀水动力学特性研究综述 [J].
田凯 ;
李小青 ;
鲁帆 ;
申震洲 ;
蒋云钟 .
中国水土保持, 2010, (04) :44-47+68
[5]   坡面含沙水流水动力学特性研究进展 [J].
罗榕婷 ;
张光辉 ;
曹颖 .
地理科学进展, 2009, 28 (04) :567-574
[6]   黄土坡面水力学特征参数与土壤侵蚀量间关系研究 [J].
郭太龙 ;
王全九 ;
王力 ;
樊军 .
中国水土保持科学, 2008, (04) :7-11+27
[7]   槽式人工模拟降雨机的工作原理与特性 [J].
张光辉 ;
刘宝元 ;
李平康 .
水土保持通报, 2007, (06) :56-60
[8]   土壤剥蚀率与水流功率关系室内模拟实验 [J].
王瑄 ;
李占斌 ;
李雯 ;
郑良勇 .
农业工程学报, 2006, (02) :185-187
[9]   降雨条件下坡面薄层水流速度特征 [J].
夏卫生 ;
雷廷武 ;
刘春平 ;
赵军 .
水利学报, 2004, (11) :119-123
[10]   黄土区陡坡径流水动力学特性试验研究 [J].
郑良勇 ;
李占斌 ;
李鹏 .
水利学报, 2004, (05) :46-51