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模擬降雨條件下紅壤坡面侵蝕產沙水動力學特征

林慶明; 丁文峰; 張長偉; 徐金鑫; 方程; 張平倉 長江水利委員會長江科學院; 湖北武漢430010; 水利部山洪地質災害防治工程技術研究中心; 湖北武漢430010; 河海大學; 江蘇南京210093
  • 模擬降雨
  • 紅壤
  • 產流產沙
  • 水動力學參數

摘要:[目的]對紅壤坡面侵蝕過程中的產流、產沙以及坡面徑流水動力學參數進行試驗研究,為揭示紅壤坡面侵蝕產沙機理提供科學依據。[方法]以我國南方侵蝕性紅壤為研究對象,采用人工模擬降雨法,通過不同坡度(6°,10°和15°),不同雨強(120,180和240mm/h)條件下的模擬試驗分析紅壤坡面產流產沙過程及徑流水動力學特征。[結果]在坡度一致時,坡面累積徑流量和累積產沙量均隨雨強的增大而增大,徑流率表現為初期的波動增長,隨降雨進行逐漸達到穩定狀態,且徑流率隨坡度增大而增大;坡面產沙過程受坡度和雨強的雙重影響;侵蝕產沙率呈降雨初期急劇上升,隨后迅速下降并趨于平穩的趨勢。試驗坡面的徑流水動力學特征表明,阻力系數f與雷諾數Re無明顯的相關關系,但與弗洛德數Fr存在顯著的指數關系。[結論]徑流水動力學參數與侵蝕產沙量之間存在明顯相關關系,相比較而言,徑流雷諾數Re與坡面侵蝕產沙量間的關系最密切。

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水土保持通報

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