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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
蒋利斌 张会兰 杨坪坪 刘文剑
为研究降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性,在重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站开展陡坡定床冲刷及人工模拟降雨试验,实测5种流量(0.486×10(-3)1.736×10(-3)m3/(s·m))和3个典型降雨强度及无降雨条件下(0、30、60、100 mm/h),受4种不同粗糙度影响(0.009、0.180、0.250、0.425 mm)下的坡面流的水深和流速,计算并研究不同工况下的平均流速、流速修正系数、流态指数、流态及坡面流阻力等水动力参数特征,结果表明:1)水流的平均流速随
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
安妙颖 韩玉国 王金满 徐磊 王秀茹 庞丹波
为奠定基于运动力学参数构建土壤侵蚀模型的理论基础,通过不同降雨强度(25、50和75 mm/h)、不同坡长(1、5、10、15和20 m)下径流小区内人工模拟降雨试验,对不同处理下坡面薄层水动力学特性进行分析,并对水动力学参数与土壤侵蚀之间的关系进行初步探讨。结果表明:当坡度一定时,坡面平均流速主要受坡长及单宽流量影响,降雨强度通过影响单宽流量的大小间接影响坡面平均流速;在试验设计范围内,当坡长>1 m时,整体上呈"层流-急流态",当坡长为1 m时,整体上呈"层流-缓流态";当降雨强度一定时,雷诺数随着坡长的增加线性增加,佛汝德数随着坡长的增加以幂函数形式增加;降雨强度对坡面流有明显的"增阻"效应;坡面阻力系数随着坡长的增加呈幂函数减小趋势;坡面平均土壤侵蚀率与单宽流量间呈一元线性趋势增加,与水流平均流速间呈指数函数增加,与雷诺数间呈二次函数增加。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
郭忠录 马美景 蔡崇法 闫峰陵
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。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
王瑄 雷洋
采用天然降雨径流小区试验的方法,通过观测天然降雨条件下坡面径流流速,对坡面侵蚀发生过程中的径流水动力学特性进行了研究。结果表明:植被覆盖的坡面和裸坡的径流水力学参数流速、雷诺数、弗汝德数均随降雨强度的增大而增大;阻力系数则随降雨强度的增大而减小。有植被覆盖的坡面流的雷诺数与弗汝德数则随雨强的变化相对平稳。
关键词：
天然降雨 坡面流 水力学参数
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
唐科明 张光辉 曹颖
【目的】探讨动床条件下植被盖度对坡面流水动力参数的影响。【方法】采用变坡水槽,在2°～10°坡度、0.25～2.0 L/s流量、0%～25%盖度条件下,系统研究动床条件下植被盖度对坡面流流速、流型、流态、阻力系数等水动力参数的影响。【结果】流速为0.09～1.13 m/s时,盖度显著影响坡面流流速,且随着盖度增加,坡面流流速呈幂函数式降低;流量越大,相同盖度增幅引起的流速降幅越大。统计分析显示,相同试验条件下,动床坡面与定床坡面的流速无显著差异。试验条件下雷诺数为557～5 560,弗劳德数为0.22～5.52,盖度对坡面流流型、流态影响显著,随着盖度增加,雷诺数及弗劳德数减小,坡面流流态由急流向缓流区域延伸。阻力系数为0.03～2.09,且随着盖度增加而增大。【结论】植被盖度显著影响坡面流流速、流型、流态及阻力系数。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
罗榕婷 张光辉 曹颖
坡面流是坡面侵蚀的主要动力之一,具有独特的水动力学特性。本文对坡面含沙水流的流态、阻力系数、流速的测量与计算、径流能量以及含沙量对以上参数的影响进行了系统深入的论述。表征坡面流流态的参数有雷诺数与弗汝德数,雷诺数研究的分歧点一般存在于对其"层流"的界定上,降雨扰动是造成其流态特殊性的主要原因,一般认为裸土上的清水坡面流弗汝德数大于1,较少的研究含沙水流流态的资料表明,目前对含沙水流雷诺数的观点不一,但多数学者认为含沙水流属于缓流范畴;不同坡面试验所获得的阻力系数值不同,影响阻力系数的因素有雷诺数、水深、弗汝德数、含沙量等,在含沙水流中,阻力系数与雷诺数、水深的关系复杂,与弗汝德数呈负相关,随含沙量的增加而增大;测量坡面流流速的方法很多,各自存在优缺点,精密仪器暂不适合量测含沙水流,用染色剂法测量坡面含沙水流的流速具有一定的可行性,常采用坡度、流量的幂函数计算坡面流流速,一般认为流速与含沙量呈反比;能量是坡面流水动力学特性的综合体现,一般认为随着含沙量的增加,坡面流能量消耗呈增加趋势。在此基础上提出了目前研究中存在的不足之处,为分析坡面侵蚀机理、完善坡面侵蚀模型提供理论依据。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
苏涛 张兴昌 赵怀玉
【目的】研究砒砂岩地区坡面径流的侵蚀规律,为该地区坡面水蚀预报模型的建立提供理论依据。【方法】在内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗的西召沟内,选取典型的砒砂岩沟坡,采用野外实地放水冲刷试验,对不同冲刷流量(100,150,200,250,300 L/h)和坡度(5°,15°,25°,35°)下砒砂岩坡面径流的水动力学特性进行研究。【结果】在试验的冲刷流量和坡度范围内,砒砂岩地区坡面径流流速均随冲刷流量和坡度的增加而增大,它们之间呈幂函数关系。坡面径流雷诺数(Re)为58.55~442.85,且Re随冲刷时间的延长有增大的趋势。坡面径流弗罗德数(Fr)为0.738~2.281,且Fr随着冲刷流量和坡度的增...
关键词：
砒砂岩地区 坡面侵蚀 水动力学 冲刷试验
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
吴淑芳 吴普特 冯浩 李敏
通过放水冲刷实验,研究草地与裸地坡面土壤水分入渗及产流产沙过程,分析草地减流减沙效益,并从水力学特性剖析草地调控水沙的机理.结果表明:①裸地与草地坡面土壤水分入渗过程均符合Horton入渗公式i=ic+(i0-ic)e-kt;与裸地相比,草地入渗率增加40%,产流时间推迟2.5 min,径流系数减少28.3%,输沙率减少78.4%.②裸地坡面输沙过程呈高—低—高变化趋势,而草地呈现先增后减趋势.③草地坡面流属于层流中的缓流流态,裸地则属于过渡流的急流流态,说明草地坡面抵抗侵蚀力和泥沙搬运的能力明显强于裸地;草地可明显降低径流流速,增加阻力系数和曼宁糙率系数,但对径流深度影响不明显.
[期刊] 地理科学进展
[作者]
王龙生 蔡强国 蔡崇法 孙莉英
由于天然降雨存在间歇性,常会出现前期降雨已经发育成型的细沟又经历了二次降雨的情况,但目前对这一条件下细沟流水动力学特性的研究还很少。本文采用室内人工模拟降雨的方法,通过间隔24 h两场不同雨强的降雨,研究黄土坡面经过第一场降雨形成比较稳定的细沟之后,在第二场较小雨强降雨过程中,细沟发育平稳时的流水动力学特性。研究结果表明:1细沟流速大小受坡长影响并不显著,相同坡度下不同坡长的细沟流平均流速差别不大;细沟流速受细沟形态影响较大,25°坡面比20°坡面细沟密度大,流速相对较小;2剪切力大小受流量和坡度共同作用;雷诺数与水流剪切力呈显著正相关关系,弗洛德数与水流剪切力则呈显著负相关关系;3随着距坡顶距离的增加,阻力系数呈增大趋势;第二次降雨强度相同,坡度大的坡面上阻力系数也较大,可见阻力系数与径流量和坡度的关系十分紧密;阻力系数与雷诺数之间呈显著正相关关系,雷诺数的增加意味着平均流速增大,水流强度增大导致细沟形态更为复杂,水流受到的阻力增大;虽然雷诺数增加同时也意味着水流深度增大,但从试验结果可见,陡坡条件下阻力系数受流速的影响较大。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
罗世林 刘华亮 蒋建清
为研究库水—降雨联合作用下库岸涉水靠椅状基覆面堆积层滑坡响应机理,以奉节县藕塘滑坡为例,采用监测数据分析、相关性理论及离散元数值模拟方法,揭示了藕塘滑坡变形规律及可能的失稳机制。结果表明:藕塘滑坡变形在分区和分期上分别具有随高程增加变形速率增大和随时间增长累计位移呈阶跃式迭代增加的特点;库水和降雨被认为是藕塘滑坡地表变形的重要影响因素,库水对滑坡变形影响主要集中在前部区域且其诱发滑坡变形机制为渗透诱发,降雨则主要集中在中部及后部区域且其诱发滑坡变形机制由初期的吸水膨胀转变至渗透诱发,库水—降雨联合作用下藕塘滑坡极有可能出现前部牵引—后部推移的渐进式失稳破坏。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张洪江 程金花 史玉虎 何凡 祁生林 程云
通过在长江三峡曲溪小流域花岗岩林地坡面开挖土壤剖面 ,采用自记雨量计和翻斗式流量计对优先流、土壤渗流及降雨进行了观测 .结果表明 ,在同场降雨中 ,优先流流速最大可达土壤剖面渗流流速的 2 16 6倍 ,所测优先流总量在土壤剖面渗流总量中占 5 5 %～ 7 2 % .在其他影响因素相同的条件下 ,降雨强度越大 ,优先流产生的时间越早 .在一次降雨过程中 ,降雨历时延长 11h时 ,优先流总量可增加 96 94 0cm3.优先流峰值流量与降雨量、降雨峰值呈正相关关系 .同时 ,降雨量的大小还直接影响到优先流在土壤剖面渗流中所占的比重 .同场降雨中不同优先流的波形比较相似 ,即上升阶段的历时较...
关键词：
优先流 土壤渗流 三峡库区 花岗岩地区
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
黄兴法
根据水力学原理建立了坡面降雨径流模型，用特征线方法求解，并用所编制的计算机模拟程序对某一具体降雨过程进行了模拟计算，所得结果与用水文学方法得到的结果相近。
关键词：
降雨 坡面径流 特征线方法 计算机模拟
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
汤珊珊 李占斌 李聪 赵宾华
【目的】分析不同覆沙条件下坡面降雨的产流产沙过程，为揭示黄土高原水蚀风蚀交错区风水复合侵蚀机制奠定基础。【方法】采用３个雨强（０．５，１．０，１．５ｍｍ／ｍｉｎ）和３种覆沙方式（全坡、半坡、无覆沙）在室内进行模拟降雨试验，分析不同雨强和覆沙条件下坡面的产流产沙特征。【结果】坡面覆沙与无沙坡面（裸坡）相比延长了降雨初始产流时间１～３０ｍｉｎ；坡面覆沙后使得坡面的产流产沙过程复杂化，出现多峰多谷现象；坡面的累计径流量和累计产沙量均与降雨历时呈显著线性相关，相关系数在０．９以上；累计径流量与累计产沙量之间呈函数相关性，相关系数在０．９０以上。【结论】坡面覆沙在一定程度上加剧了侵蚀的发生。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
蔡丽君 王国栋
风矢量的存在既改变了雨滴的下降速度 ,也改变了雨滴溅击地面的角度 ,对坡面雨滴溅蚀的影响很大。只有垂直于坡面的雨滴速度分量所决定的降雨动能才是坡面溅蚀的初始动力。故将静风条件下的雨滴最终速度和风矢量分解 ,得到垂直于坡面的雨滴合速度。根据雨滴速度的分布律 ,导出了雨滴动能的分布函数和分布密度 ,并通过积分求得不同风速条件下雨滴动能均值随坡向坡度的分布规律。
关键词：
风矢量 雨滴动能 坡面侵蚀
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
王辉 郭文康 宁清钱 汤佳浩 仇振杰 李志明
通过上方来水模拟薄层水流冲刷试验,研究了地表坡度对红壤坡面产流、产沙及非吸附性离子(Br-)迁移过程的影响。结果表明:起始产流时间随地表坡度增大呈递减趋势;坡度对产流规律和产流总量影响并不显著。坡面径流泥沙含量随产流时间呈半正弦波衰减趋势;坡度越大,周期越短,波幅越大;泥沙流失总量与坡度呈幂函数递增关系。薄层水流冲刷作用下坡度对土壤溴迁移特性影响显著;随着坡度增大,径流溴浓度随之增大,溴的流失方式由淋溶损失为主逐步转变为径流流失为主。
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