模拟草被覆盖下坡面水流阻力特性试验研究 |
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引用本文: | 赵冰清,陈恬玥,孙晓敏,郭子璇,岑由东,杨青君,张宽地.模拟草被覆盖下坡面水流阻力特性试验研究[J].节水灌溉,2023(3):106-115+122. |
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作者姓名: | 赵冰清 陈恬玥 孙晓敏 郭子璇 岑由东 杨青君 张宽地 |
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作者单位: | 1. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院;2. 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室;3. 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金委员会(41877076,52179079); |
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摘 要: | 探究植被覆盖下的坡面流阻力特性对土壤侵蚀模型的建立有着重要意义。通过3个坡度、7个流量和10个草被覆盖度下的定床冲刷实验,系统分析坡面薄层水流的流型流态与阻力特性。实验结果表明,坡面水流流态受到草被覆盖度与坡度的综合影响,主要分布在层流区及过渡流区。通过等效粗糙度和坡面水流流动阻力规律,推导出等效阻力系数fe的计算公式,公式表明草被覆盖度是影响水流阻力的重要因素,fe值随覆盖度增加而整体增大,实验结果显示当覆盖度在0%~37.68%的范围内时,等效阻力系数始终小于1.5;而当覆盖度在56.52%~94.2%的范围内时,fe由0.697~3.042增长至2.440~14.393。淹没度及雷诺数对等效阻力系数的影响与覆盖度密切相关,覆盖度低于18.84%时,等效阻力系数随淹没度与雷诺数的增加而呈减小趋势;而当覆盖度高于65.94%时,等效阻力系数随淹没度与雷诺数的增加而以较大的速率上升。研究结果以期为水土流失综合治理提供理论支撑。
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关 键 词: | 坡面流 植被覆盖 阻力系数 等效粗糙度 流态 |
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