红壤缓坡水流动力学特性及其对侵蚀影响的试验研究

编号 zgly0001634721

文献类型 期刊论文

文献题名 红壤缓坡水流动力学特性及其对侵蚀影响的试验研究

作者 郝好鑫  杜一凡  曹丹妮  李朝霞  郭忠录 

作者单位 华中农业大学水土保持研究中心 

母体文献 中国水土保持科学 

年卷期 2018年02期

年份 2018 

分类号 S157.1 

关键词 红壤  薄层水流  细沟流  侵蚀  水动力学特性  水流阻力 

文摘内容 水动力学特性对阐明红壤坡面侵蚀过程和产沙机理有重要意义。采用动床模拟径流冲刷方法,研究不同坡度(5°、8°、10°、12°)和不同放水流量(5、7.5、10 L/min)下,第四纪黏土发育红壤坡面侵蚀规律和水动力学特性。结果表明:1)放水冲刷初期坡面流为短时间薄层水流,随后发育为细沟流。薄层水流流态大部分处于过渡流-缓流区,细沟流大部分处于过渡流-急流区。薄层水流单宽流量、水深、流速、雷诺数以及弗劳德数均小于细沟流,而曼宁糙率和达西-韦斯巴赫阻力系数则为薄层水流大于细沟流。2)曼宁糙率和达西-韦斯巴赫阻力系数均与弗劳德数呈幂函数关系(R~2分别为0.49和0.53),过渡流达西-韦斯巴赫阻力系数与雷诺数呈现显著幂函数关系(R~2为0.29)。3)从水动力学角度解析了红壤缓坡面水蚀过程——水力坡度和雷诺数2种因子共同组成的复合水动力参数可作为表征坡面侵蚀产沙的特征参数,建立了薄层水流和细沟流条件下基于水力坡度与雷诺数乘积的土壤侵蚀速率指数函数方程(R~2分别为0.94和0.52)。研究初步表明红壤缓坡的侵蚀规律和水动力学特性,为进一步研究该区域坡面侵蚀动力学机制奠定一定基础。