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模拟降雨条件下坡面流水动力学特性研究
  • ISSN号:1001-6791
  • 期刊名称:水科学进展
  • 时间:2012.2.2
  • 页码:229-235
  • 分类:S157.1[农业科学—土壤学;农业科学—农业基础科学]
  • 作者机构:[1]西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100, [2]中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100, [3]清华大学水利水电工程系,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(41001159); 陕西省自然科学基金资助项目(2011JQ5004)~~
  • 相关项目:坡面地表径流水动力学特性及输沙能力试验研究
中文摘要:

为探明降雨条件下沙黄土坡面水流水动力学特性,以流体力学和泥沙运动力学理论为依据,通过5个坡度和5个雨强组合条件下室内模拟降雨试验,系统研究了坡面水流水力参数的变化规律。结果表明,降雨条件下坡面薄层水流雷诺数均小于580,处于层流失稳区;水流流型随雨强和坡度的变化而发生转捩,当坡度较缓、雨强较小时,床面形态处于低能态区和过渡区,床面出现沙纹现象,水流宏观上呈缓流,反之,坡度较陡、雨强较大时,床面由沙纹和沙垄向动平床过渡,宏观上多呈急流;并根据薄层水流阻力组成特点,推导出沙黄土坡面薄层水流阻力计算公式。验证结果表明,该式误差较小,可为坡面侵蚀预报模型的构建提供参考。

英文摘要:

In order to understand the hydrodynamic characteristics of overland flow on hillslopes,based on the theories in fluid mechanics and sediment transport mechanics,variations in hydraulic parameters of overland flow are studied experimentally for 5 artificial rainfall intensities and 5 slope gradients.The results show that the Reynolds numbers of shallow flow are found to be less than 580 under all 5 artificial rainfall conditions,and the corresponding flow regimes are all unstable laminar flow.The flow type varies with the rainfall intensities and the slope gradients.For gentle slopes and low rainfall intensities,the bed forms are at the low-energy condition and in the transition state.Sand ripples appear on the bed surface and the flow is sub-critical in general.In contrast,for steep slopes and high rainfall intensities,the transition from sand ripples to sand dunes occurs on the bed surface and the flow is supercritical in general.A formula is derived to estimate the shallow flow resistance and tested using the experimental data.The result shows that the formula gives negligible error in resistance calculations.The formula can thus be used as a reference to the establishment of prediction models for the soil erosion simulation on hillslopes.

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期刊信息
  • 《水科学进展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国水利部
  • 主办单位:水利部交通运输部 南京水利科学研究院 中国水利学会
  • 主编:张建云
  • 地址:南京市广州路225号
  • 邮编:210029
  • 邮箱:skxjz@nhri.cn
  • 电话:025- 85829770
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-6791
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1309/P
  • 邮发代号:28-146
  • 获奖情况:
  • 全国水利系统优秀期刊、全国中文核心期刊(1996),1999年第三次被评为江苏省优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,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:24332