沟床草被对干热河谷冲沟产沙特性影响的野外模拟试验

金沙江干热河谷冲沟极为发育,水土流失强烈,严重威胁着该区的生态安全和社会经济发展。为探明植被影响径流过程、促进沟床稳定的机理,该研究采用野外放水冲刷试验,研究分析了沟床草被带长度对径流产输沙过程和特征的影响,旨在探明沟床草被影响下径流含沙量和输沙率时空变化规律。结果表明:1)增大草被带长度可有效降低冲沟径流泥沙含量,改变径流泥沙含量的时空分布特征。泥沙含量在时间上呈指数递减趋势,在冲沟径流运动方向上呈增大趋势。沟床草被带越长,泥沙含量在时间上波动性越弱,递减趋势越明显;随沟床草被带长度的增大,径流泥沙含量在沟床径流运动方向上的增大趋势有减缓现象;此外,当草被带长度增加到8 m以后,进一步增加草被带长度对减小径流泥沙含量效果不显著,而对照小区和4 m草被带小区泥沙含量均显著高于草被带长度≥8 m的小区,说明8 m草被带是降低径流泥沙含量的较好配置长度;2)沟床草被带对径流输沙率有减小作用。当草被带长度<8 m时,径流输沙率高于草被带>8 m的小区,且在时间上呈先增大后急剧减小而后趋于稳定的变化趋势。当草被带长度≥8 m时,径流输沙率在时间上表现出微弱的降低趋势。试验冲沟径流输沙率均值在空间上沿径流运动方向自冲沟上游至其下游表现出增大趋势,但草被带长度对输沙率在冲沟径流运动方向上的增大过程有较大影响。该研究为植被措施控制冲沟侵蚀提供理论依据。

金沙江干热河谷冲沟沟床草被对径流水动力特性的影响

研究冲沟沟床草被对径流水动力特性的影响,有助于探明该区冲沟发育过程及其动力机制。采用野外放水冲刷试验,研究冲沟沟床草被带长度对径流流态、流速和阻力系数的影响。研究结果表明:(1)试验条件下,沟床径流为紊流缓流状态。径流雷诺数Re随时间表现为先增大再减小的周期性变化趋势。沟床各断面径流雷诺数Re均随着草被带长度的增加而减小;径流佛罗德数Fr随时间呈现先急剧减小后趋于平稳的趋势,而在沟床沿程上呈减小趋势。草被带长度越长,佛罗德数Fr的变化幅度越小。(2)不同草被带长度小区,径流流速在时空上的变化有一定差异,且草被带越短径流流速在时间上的减小趋势越明显。各观测时段,径流流速均随草被带长度的增大而减小。(3)各小区径流阻力系数在时空上均表现出增大趋势。其中,12m草被带小区径流阻力系数在沟床各断面上均大于其他草被带长度小区。(4)12m草被带是减小径流流速、增大径流阻力的优势草被带长度。