饱和紫色土初始态和稳定态细沟水力学特征研究

• 作者: 陶婷婷 陈晓燕 陈仕奇 韩珍 李彦海 顾小杰 叶鸿铭
• 来源期刊: 土壤学报
• 学科: 农学
• 关键词: 细沟侵蚀 饱和紫色土 水力学特征 土槽冲刷试验
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Research Articles
• 页码范围: 129-138
• 页数: 10页
• 分类号: S157.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11766/trxb202005280259

摘要

细沟水力学特征是影响坡面土壤侵蚀的重要动力因素.不同侵蚀阶段细沟形态影响水流动力学特征,进而影响细沟侵蚀发育与形态演变.试验以饱和紫色土为研究对象,在测量得到不同流量(2,4,8 L·min-1)及坡度(5°,10°,15°,20°)下初始态细沟和稳定态细沟径流流速的基础上,计算得到初始态和稳定态细沟水力学参数,包括平均径流深,雷诺数,弗劳德数,达西阻力系数,曼宁糙率系数等,对其特征进行对比分析.结果表明,在不同细沟侵蚀阶段,初始态细沟流速介于0.170～0.778 m·s-1之间,稳定态细沟流速介于0.156～0.619 m·s-1之间,在同一流量和坡度条件下,初始态细沟流速>稳定态细沟流速,且流量和坡度在不同细沟侵蚀阶段对流速和平均径流深的贡献率存在差异.流态以过渡流居多,均属于急流,弗劳德数在稳定态细沟阶段受到流速和平均径流深的调节保持相对稳定且趋近于1.达西阻力系数受流速和平均径流深的影响发生改变,在初始态细沟中流速的影响占主要作用,稳定态细沟中平均径流深的影响占主要作用.饱和紫色土细沟从初始态到稳定态的发育过程中,流速逐渐减小,平均径流深增大,雷诺数增大,弗劳德数减小,达西阻力系数和曼宁糙率系数增大.研究结果有利于明确饱和紫色土坡面不同细沟侵蚀阶段水力学特征,对建立土壤侵蚀物理模型具有一定参考价值.