非恒定流细沟断面形态影响因素研究

为探明细沟形态变化规律,采用室内人工模拟放水冲刷试验,研究了4种不同流量组合类型(凹陷型、峰值型、均匀型、增加型)与5个坡度(4°、6°、8°、10°、12°)组合的黄土地区细沟横纵断面的几何形态及各因子对其影响。结果表明:各流量组合类型下细沟宽深比为1.97～5.32,且同一流量组合类型情况下,随坡度的增加呈减小的趋势;同一坡度下,流量变化对其影响无明显规律;细沟断面形态指数η为0.29～0.54。增加型和峰值型的细沟横断面形态主要以"U形三角形"为主;均匀型的细沟横断面形态主要以"V形"内壁外凸为主;凹陷型的细沟横断面形态主要以"深V形"为主。表征纵断面形态特征的跌坑发育系数SP为1.014～1.10,跌坑发育系数随坡度的增加而增加,且各个坡度下,峰值型的SP值最大。

红壤坡面细沟横断面形态及水动力学特性研究

细沟是坡面侵蚀泥沙和养分流失的重要方式及输移通道,研究红壤坡面细沟形态和水流动力学特性对深入认识红壤坡面侵蚀规律和防治水土流失具有重要现实意义。以第四纪粘土发育红壤为研究对象,通过人工模拟降雨和放水冲刷相结合的室内试验,初步探讨了红壤坡面细沟横断面形态特征及其水动力学特性变化规律。结果表明:细沟横断面主要呈"V形"和"U形",少数横断面侧壁呈向左或向右凹陷形态。细沟横断面宽深比在0.93~3.52,形态指数在0.30~0.60,且对同一细沟而言上坡位宽深比基本大于下坡位,而形态指数随坡长无明显变化。不同坡位的细沟流平均流速表现为:下坡>中坡>上坡,雷诺数和弗洛德数随坡长变化规律与流速基本一致。此外,细沟流平均流速和雷诺数仅与单宽流量呈极显著正相关(p<0.01),而细沟流从上坡至下坡的流速和雷诺数增幅则分别与雨强和横断面宽深比呈极显著正相关(p<0.01)。结果为进一步研究红壤坡面细沟侵蚀奠定一定的理论基础。