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黄土高原地区鱼鳞坑坡面侵蚀演化过程及水力学特征

郭慧莉; 孙立全; 吴淑芳; 李宜坪; 张永东 土壤学报 2017年第05期

摘要:为明确鱼鳞坑坡面抗侵蚀演化过程及其水流水力学特性,采用间歇性人工模拟降雨实验,对鱼鳞坑坡面水流水力学特性以及阻力规律进行了系统分析。结果表明:(1)鱼鳞坑坡面侵蚀演化过程表现为:雨滴溅蚀-片蚀-股流冲刷-跌坑-细沟侵蚀-下切侵蚀-溯源侵蚀-崩塌。(2)随着降雨历时的增加,由于鱼鳞坑的层层拦截与蓄满,其下方的坡面径流流速、水深均呈波动式增长趋势,坑内出现旋涡,坡面径流呈现断续股流。降雨累积历时为58min左右,总降雨量达到87mm时,鱼鳞坑侵蚀量急剧增加,拦蓄径流作用失效。(3)五场降雨过程中,上坡和中坡水流流态为层流,下坡由于鱼鳞坑蓄满后径流出现波动,水流流态由层流变为紊流且时而为缓流时而为急流。(4)鱼鳞坑坡面水流阻力来源于降雨阻力、颗粒阻力、形态阻力叠加,在整个降雨过程中阻力总和呈下降趋势;其中,受地形高低起伏、地表糙度的影响,形态阻力一直居于主导地位。

关键词:鱼鳞坑坡面间歇性降雨侵蚀演化过程水力学特性

单位:西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室; 陕西杨凌712100; 重庆市万盛经济技术开发区水务局; 重庆万盛400800

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