礫石覆蓋對坡面流水動力學(xué)特性試驗研究.pdf

1、紫色土是一種初育土，結(jié)構(gòu)疏松，母巖裂隙發(fā)育，極易風(fēng)化，土壤侵蝕十分強烈。由于紫色土風(fēng)化程度淺，礫石含量高成為了紫色土主要特征之一。坡面薄層水流是土壤水蝕過程的主要動力，水動力學(xué)特性與坡面侵蝕密切相關(guān)，而礫石覆蓋和粒徑大小對坡面薄層水流水動力學(xué)參數(shù)有著重要影響，開展不同礫石覆蓋度和不同礫石粒徑大小對坡面流水動力學(xué)參數(shù)變化的研究，不僅能夠深入認(rèn)識礫石對坡面侵蝕的作用機理及其影響，更重要的是能夠為紫色土地區(qū)水土保持措施規(guī)劃以及水土流失治理方案

2、提供科學(xué)依據(jù)。
　　本試驗以三峽庫區(qū)秭歸縣王家橋小流域的紫色土為研究對象，選用光滑的鵝卵石并設(shè)置了5種礫石覆蓋度（0、10％、20％、30％和40％），四種粒徑大小(0.5-1 cm、1-2 cm、2-4 cm和4-6 cm)以及三種沖刷流量(2 L/min、4 L/min和6 L/min)，坡度設(shè)置為5度，通過室內(nèi)模擬沖刷實驗(土槽2 m×0.5 m×0.15 m)，對紫色土坡面流水動力學(xué)特性及細(xì)溝侵蝕含沙量變化的主要研究結(jié)論如

3、下:
　　(1)隨著礫石覆蓋度的增大，流速和弗勞德數(shù)有減小的趨勢;徑流深、水流剪切力、水流功率、阻力系數(shù)和曼寧糙率系數(shù)等都有增大的趨勢，雷諾數(shù)變化不明顯;細(xì)溝內(nèi)雷諾數(shù)、平均流速、徑流深和水流剪切力要比細(xì)溝間大;細(xì)溝內(nèi)阻力系數(shù)和曼寧糙率系數(shù)一般要比細(xì)溝間小，特別是在覆蓋度較大的條件下差異更為顯著;隨著沖刷流量的增大，雷諾數(shù)、徑流深、水流剪切力等有增大的趨勢。
　　(2)徑流含沙量隨著沖刷流量增大而增大，隨著礫石覆蓋度的增大而減

4、小。不同礫石覆蓋度下徑流含沙量變化趨勢基本相同，在沖刷流量較大時（6 L/min）表現(xiàn)為先增大后減小，最后趨于平穩(wěn)的趨勢;在沖刷流量較小時(2 L/min)，徑流含沙量一直緩慢增大;細(xì)溝在無礫石覆蓋時比有礫石覆蓋發(fā)育快，在沖刷流量大時比沖刷流量小時發(fā)育快，徑流含沙量的變化與細(xì)溝形態(tài)發(fā)育以及水流剪切力密切相關(guān)。
　　(3)隨著礫石粒徑的增大，阻力系數(shù)和曼寧糙率系數(shù)等有減小的趨勢;流速、徑流深、水流剪切力、水流功率等有增大的趨勢，雷諾