雨强和坡度对红壤坡面产流产沙及侵蚀动力过程影响

编号 zgly0001721000

文献类型 期刊论文

文献题名 雨强和坡度对红壤坡面产流产沙及侵蚀动力过程影响

作者 田培  仇浩然  冯宇  吴浩研  伍铁牛  刘目兴 

作者单位 地理过程分析与模拟湖北省重点实验室  华中师范大学城市与环境科学学院 

母体文献 水土保持研究 

年卷期 2020年06期

年份 2020 

分类号 S157.1 

关键词 红壤  雨强  坡度  产流产沙  水动力参数  时空变化 

文摘内容 采用人工模拟降雨试验,研究不同雨强(40,66,80 mm/h)和坡度(5°,10°,15°)条件下,湖北省武汉市蔡甸区红壤坡面流速、产流产沙时空变化及水动力学过程。使用长2.5 m,宽0.5 m,高0.3 m的可调坡度径流土槽,每场降雨试验在槽子底端出口开始产流后持续60 min,每3 min收集一次径流泥沙样品。结果表明:相同坡度下,坡面平均产流率和产沙率均随雨强增加而增大;产流率在降雨初期波动增长,随降雨时间延长而逐渐稳定;产沙率在降雨初期急剧上升,随后稍有下降并逐渐趋于平稳。坡度从5°增加到15°,雨强为40,66,80 mm/h下的平均产流率依次增加24%,22%和15%,平均产沙率依次增加89%,60%和84%。随雨强或坡度增加,流速均增大,且雨强对流速的影响较坡度更大;流速沿坡长方向呈增大趋势,且细沟流速是细沟间的1.33～2.10倍。66 mm/h,10°条件下,坡面形成细沟并发生明显下切和溯源侵蚀。相同雨强下,径流剪切力随坡度增加而增大、达西—韦斯巴赫阻力系数随坡度增加而减小。坡面径流属于层流且为急流,水动力学参数和侵蚀产沙率的拟合方程表明,弗劳德数和流速可以较好地模拟坡面产沙率。研究结果可为南方红壤区水土流失治理提供参考。