降雨和坡度对坡面流水动力学参数的影响

• 作者: 上官周平 潘成忠
• 来源期刊: 应用基础与工程科学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 坡面流 水力学特性 滚波 坡度 降雨
• 年，卷（期）: 2009,（6）
• 页码范围: 843-851
• 页数: 9页
• 分类号: P933
• 字数: 3614字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1005-0930.2009.06.004

摘要

坡面流是土壤侵蚀和泥沙输移的动力,其水力学参数是构建侵蚀物理模型的基础.本文通过上方来水和模拟降雨试验,探讨了降雨和坡度(2.6%-25.9%)对坡面流水力学特性的影响.结果表明,坡面流速随坡度的增大而增大,而水深与坡度呈反势.总体上坡面水流呈条带状或斑点状分布,降雨具有增大陡坡表层流速效应,且平均流速与表层流速之比主要在0.4-0.7之间.一般地,坡面流有滚波产生,滚波数随坡度的增大而增加,而波高和波长在坡度为5.2%时达峰值,尔后呈减小趋势.降雨可触发更多滚波产生,但对波形影响不显著.随着坡度的增大,水流弗劳德数和阻力系数分别呈增大和减小趋势,且降雨对它们均无显著影响.在试验条件下,弗劳德数与水流阻力关系较雷诺数更为密切,这可能说明弗劳德数对坡面流阻力具有重要意义.