基于无量纲水流强度指标的坡面流输沙能力计算方法

• 作者: 张宽地 杨明义 高晨烨
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 土壤 侵蚀 径流 坡面流 输沙能力 水流强度指标 水流功率
• 年，卷（期）: 2018,（17）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 134-142
• 页数: 9页
• 分类号: S157.1
• 字数: 7163字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.018

摘要

坡面水流输沙能力是土壤侵蚀模型的重要参数之一,也是土壤侵蚀精确预报的基础.该文选用多沙粗沙区典型黄土(中值粒径d50=0.095 mm,d50′=0.04 mm)进行了坡度范围为7％～38.4％,单宽流量范围为0.00014～0.00526 m2/s的水槽模拟输沙试验,经无量纲化处理后分析了坡面水流输沙能力与坡度和单宽流量以及输沙能力与各水流强度指标间的耦合关系.结果表明:坡面水流输沙能力与坡度、单宽流量呈幂函数关系(R2=0.955),且单宽流量较坡度而言对输沙能力的影响更为显著;含沙水流平均流速与坡度、流量呈幂函数关系;剪切力可以通过幂函数关系式预测坡面水流输沙能力(R2=0.900,NSE=0.7561);水流功率、有效水流功率是比剪切力更好的预测因子,其中考虑临界水流功率W0=36.5,水流功率与输沙能力幂函数关系(R2=0.950,NSE=0.978)最佳;单位水流功率并不能作为预测输沙能力的水流强度指标.该文关于黄土丘陵沟壑区坡面水流输沙能力的研究为土壤侵蚀预测模型提供了新的方法.