模拟植被地表覆盖率和粗糙度对坡面流水动力特性的影响

编号 zgly0001566663

文献类型 期刊论文

文献题名 模拟植被地表覆盖率和粗糙度对坡面流水动力特性的影响

作者 刘文剑  张会兰  王玉杰  王云琦  杨坪坪  王晨沣  赵兴龙 

作者单位 北京林业大学水土保持学院  北京林业大学重庆缙云三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站 

母体文献 水土保持学报 

年卷期 2017年06期

年份 2017 

分类号 S157 

关键词 坡面流  植被覆盖  地表粗糙  水力学特性 

文摘内容 为研究刚性植被覆盖与地表粗糙共同作用下的坡面流水动力特性,在室内开展定床水槽冲刷试验,研究陡坡(15°)条件下10组流量(0.33~1.95m~3/h)、5种覆盖率(0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%)、4种不同地表粗糙度(0.01,0.18,0.25,0.38mm)的坡面流流速、流型流态、阻力系数等变化特性。结果表明:(1)水流流速变动范围为0.06~0.59m/s,流速与植被覆盖率和地表粗糙度呈负相关关系(r<-0.90),当植被覆盖率增加,流速随流量增加的增幅降低;流速校正系数与植被覆盖率呈正相关关系(r>0.75),而与地表粗糙度呈负相关关系(r<-0.84);(2)所有试验条件下雷诺数处于153~910之间,流态主要集中于过渡区和虚拟层流区,流型多数处于急流区,随植被覆盖率和地表粗糙度的增加,弗劳德数逐渐小于1,具有向缓流区延伸的趋势;(3)坡面流总阻力系数与雷诺数呈幂函数关系,与地表粗糙度和植被覆盖率呈正相关关系(r>0.81);(4)阻力影响指数结果显示,当流量小于1.05m~3/h时,地表粗糙度在影响总阻力过程中占主导地位,反之,植被覆盖率占主导地位;通过t检验,坡面流总阻力与颗粒阻力和形态阻力线性叠加结果差异性显著(p<0.05),表明当存在颗粒阻力及形态阻力时,坡面流总阻力并不能使用线性叠加原理。