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题名雨强和坡度对红壤坡面产流产沙及侵蚀动力过程影响
被引量：13
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作者
田培
仇浩然
冯宇
吴浩研
伍铁牛
刘目兴
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机构
地理过程分析与模拟湖北省重点实验室
华中师范大学城市与环境科学学院
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出处
《水土保持研究》
CSCD
北大核心
2020年第6期1-8,共8页
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基金
国家自然科学基金(41907061,41701323)
长江科学院水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心开放基金(CKWV2019761/KY)
黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室基金课题(A314021402-2005)。
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文摘
采用人工模拟降雨试验,研究不同雨强(40,66,80 mm/h)和坡度(5°,10°,15°)条件下,湖北省武汉市蔡甸区红壤坡面流速、产流产沙时空变化及水动力学过程。使用长2.5 m,宽0.5 m,高0.3 m的可调坡度径流土槽,每场降雨试验在槽子底端出口开始产流后持续60 min,每3 min收集一次径流泥沙样品。结果表明:相同坡度下,坡面平均产流率和产沙率均随雨强增加而增大;产流率在降雨初期波动增长,随降雨时间延长而逐渐稳定;产沙率在降雨初期急剧上升,随后稍有下降并逐渐趋于平稳。坡度从5°增加到15°,雨强为40,66,80 mm/h下的平均产流率依次增加24%,22%和15%,平均产沙率依次增加89%,60%和84%。随雨强或坡度增加,流速均增大,且雨强对流速的影响较坡度更大;流速沿坡长方向呈增大趋势,且细沟流速是细沟间的1.33~2.10倍。66 mm/h,10°条件下,坡面形成细沟并发生明显下切和溯源侵蚀。相同雨强下,径流剪切力随坡度增加而增大、达西—韦斯巴赫阻力系数随坡度增加而减小。坡面径流属于层流且为急流,水动力学参数和侵蚀产沙率的拟合方程表明,弗劳德数和流速可以较好地模拟坡面产沙率。研究结果可为南方红壤区水土流失治理提供参考。
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关键词
红壤
雨强
坡度
产流产沙
水动力参数
时空变化
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Keywords
red soil sloping land
rainfall intensity
slope gradient
runoff and sediment yield
hydrodynamic parameters
temporal and spatial variation
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分类号
S157.1
[农业科学—土壤学]
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