位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
模拟降雨径流作用下红壤坡面侵蚀水动力学机制
  • ISSN号:1004-8227
  • 期刊名称:《长江流域资源与环境》
  • 时间:0
  • 分类:S157[农业科学—土壤学;农业科学—农业基础科学]
  • 作者机构:[1]华中农业大学水土保持研究中心,湖北武汉430070, [2]长江水资源保护科学研究所,湖北武汉430051
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(41301285和40901132); 中央高校基本科研业务费专项资金共同资助(2013JC013)
中文摘要:

土壤侵蚀过程受控于侵蚀外营力和土壤抗侵蚀性能,深入理解坡面流水动力学特性及其侵蚀动力是研究土壤侵蚀动力学机制的基础。利用可变坡土槽,通过不同雨强(60、90和120 mm/h)和径流冲刷(10、15和20 L/min)组合模拟试验,研究了第四纪黏土红壤坡面水流的水动力学特征参数及其与土壤侵蚀量间的关系。结果显示:降雨和径流冲刷影响了坡面产流产沙过程和坡面流水力学特性,其中平均流速v、平均水深h、雷诺数Re和水流功率ω均随降雨强度和上方来水流量的增加而增大,相对水深曼宁糙率n/h则减小,其水力学他参数(弗如德数Fr、阻力系数f和水流剪切力τ)变化规律不明显。坡面水流平均速度取值范围为0.21-0.45 m/s,平均水深取值范围为5.6-9.4 mm,在试验条件下红壤坡面侵蚀水流流态大部分均处于"紊流-急流区"。不论从径流角度看或是从泥沙角度分析,由相对水深和曼宁糙率系数两种水动力因子共同组成的复合水动力特征参数-相对水深曼宁糙率,是表征不同上方来水流量和降雨强度条件下第四纪粘土红壤坡面侵蚀特征的水动力参数。

英文摘要:

The processes of soil erosion may be determined by two aspects: the erosive agents and resistance to erosion, and it is necessary to study flow hydraulics to understand mechanisms of water erosion and to predict soil loss. A series of experiments were conducted to assess the difference of flow hydraulics under the coexisting conditions of rainfall and inflow and to understand the relationship between flow hydraulics and soil erosion amount. A soil pan(3.0 m long, 0.5 m wide and 0.35 m depth and with an adjustable slope gradient of 0o-30o) was subjected to designed rainfall intensity(60mm·h-1, 90 mm·h-1 and 120 mm·h-1) and inflow rates(10 L·min-1, 15 L·min-1 and 20 L·min-1). Our results suggested that both rainfall intensity and inflow rate played important roles in runoff formation, soil erosion and hydraulic characteristics.The average flow velocity(V), the mean flow depth(h) and Reynolds number(Re) and the stream power(w) increased with rainfall intensity and inflow rate, and the rate of Manning roughness coefficient to mean flow depth(n/h) showed opposite trends. There were no obvious trend for the other flow hydraulics. The average flow velocity ranged from 0.21 m·s-1 to0.45 m·s-1 and the mean flow depth from 5.6 mm to 9.4 mm. Overland flow regimes existing in the slope were almost considered as turbulent and supercritical. The results indicated that the parameter of Manning roughness coefficient to mean flow depth was probably a better hydraulic parameter to predict sediment load and runoff rate in hillslope erosion processes of red soil under the coexisting conditions of rainfall and runoff.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《长江流域资源与环境》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院资源环境科学与技术局 中国科学院武汉文献情报中心
  • 主编:许厚泽
  • 地址:武汉市武昌小洪山西区25号
  • 邮编:430071
  • 邮箱:bjb@mail.whlib.ac.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-8227
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1320/X
  • 邮发代号:38-311
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科技论文统计源期刊,中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊、中国核心期...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国人文社科核心期刊,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27358