降雨强度和单宽流量与地表粗糙度交互作用下坡面流阻力特征

• 作者: 张会兰 杨坪坪 王云琦 王玉杰
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 粗糙度 流量 降雨 坡面薄层流 坡面流阻力
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 145-151
• 页数: 7页
• 分类号: S715
• 字数: 6986字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.06.018

摘要

为探明降雨和地表颗粒共同影响下的坡面流阻力变化特征及形成机理,在15°定床条件下,分别研究了4个粗糙度(0.009,0.18,0.25,0.425 mm)和4个降雨强度(0,60,90,120 mm/h)在9个单宽流量(0.397~2.049L/(m·s))冲刷下的坡面流流速、流态指数、阻力系数、雷诺数等水动力学参数间的关系及变化特征.结果表明:1)坡面流流速与粗糙度呈反比,与降雨强度呈正比.流态指数 m 的计算结果显示(m<0.5),坡面水流能量主要转化为动能形式;2)试验条件下,雷诺数变化范围为300~2300,达西阻力系数变化范围为0~3.0,颗粒阻力和降雨阻力皆随着雷诺数的增加而减少,随着水深的增加,降雨对坡面流施加的影响逐渐减小.坡面总阻力系数与粗糙度成正比,与雷诺数和雨强成反比,降雨具有"减阻"效果;3)计算降雨阻力与颗粒阻力线性叠加值与坡面流总阻力的差异,结果表明坡面流总阻力大于线性叠加的结果,t检验结果显示差异显著(sig.0.003<0.05),表明将坡面流阻力分量线性叠加计算坡面流总阻力的方法具有一定局限性;进一步构建降雨及地表颗粒影响下的坡面流阻力通式,具有良好的模拟效果.研究成果为深入探明坡面流阻力形成机理和构建坡面侵蚀模型提供科学依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王玉杰	北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站	112	2315	23.0	45.0
3	王云琦	北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站	98	1741	20.0	39.0
5	张会兰	北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站	34	737	11.0	27.0
9	杨坪坪	北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站	6	51	4.0	6.0