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黄土坡面细沟与细沟间水流水动力学特性研究

王龙生  蔡强国  蔡崇法  孙莉英  
【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。

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