工程堆积体坡面细沟形态发育及其与产流产沙量的关系

• Published in: 农业工程学报 Vol. 32; no. 19; pp. 154 - 161
• Main Author: 牛耀彬 高照良 李永红 罗珂 袁雪红 杜捷 张翔
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院大学，北京 100049%西北农林科技大学水利与建筑工程学院,杨凌,712100 2016; 西北农林科技大学水土保持研究所，杨凌 712100; 中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌 712100%西北农林科技大学水土保持研究所，杨凌 712100; 西北农林科技大学水利与建筑工程学院，杨凌 712100%西北农林科技大学水土保持研究所,杨凌,712100%中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌 712100
• Subjects: 产沙; 侵蚀; 冲刷; 工程堆积体; 径流; 流量; 细沟形态; 侵蚀; 流量; runoff; 冲刷; rill morphology; sediment yield; engineering accumulation; 径流; erosion; 产沙; 工程堆积体; 细沟形态; flow; scour
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.19.022

为揭示工程堆积体坡面细沟形态动态变化规律以及细沟形态指标与侵蚀产流产沙量之间的关系,选取5、9、13和17 L/min 4个放水流量,模拟0.5、1.0、1.5和2.0 mm/min雨强条件,对24°、28°和32°共3个坡度工程堆积体进行冲刷试验,选取沟深、沟宽、宽深比和断面积等指标刻画侵蚀过程中细沟形态变化。结果表明：1）随冲刷历时增加,在前9 min内沟宽和沟深快速发育,沟宽发育宽度占总宽度的57%-90%,沟深发育深度占总深度的38%-73%;2）宽深比随冲刷延长呈先减小后趋于稳定的变化过程,宽深比在0-27 min内快速减小,细沟沿流程纵深方向发育的能力减弱,在27 min之后保持稳定,最终恒定在0.81-1.48,表明细沟断面形态最终大致呈矩形形状;3）沟宽和沟深均随流量的增大而增大,与坡度相比流量对细沟发育的影响更显著;4）沟宽和沟深与放水时间之间存在对数函数关系,断面积与放水时间之间存在线性函数关系,沟宽与径流量之间存在指数函数关系,沟深与径流量、断面积与累计产沙量和累计径流量之间存在幂函数关系。坡面细沟形态的发育过程存在时间差异性,断面积可用来描述侵蚀量的变化过程,宽深比可作为表征工程堆积体坡面细沟发育方向和能力的重要指标。该研究可以为工程堆积体坡面细沟形态指标的动态变化量化提供参考。