坡面薄层水流水动力学特性及对红壤分离速率的定量影响

摘要

本文利用钢制变坡冲刷水槽,在不同坡度(5°～25°)和流量(0.2～1.0L/s)组合下,研究了薄层水流水动力学特性及对红壤分离速率的定量影响。研究结果表明,雷诺数Re随坡度和流量的变大而增加,流量对雷诺数Re的影响大于坡度,薄层水流流态为过渡流区和紊流区。坡面流平均流速、径流水深与坡度和流量的关系均可用幂函数来模拟,相关系数R2为0.9978和0.9975,且平均流速、径流水深主要受流量控制,随坡度变化较小。坡面流红壤分离速率既是平均流速的幂函数,也是径流水深和坡度的幂函数,随着平均流速、水深和坡度的增加,红壤分离速率增强,在较大坡度时,红壤分离速率随着水深的增加更为显著,由回归方程中R2值可知,径流水深和坡度参数可更好地预测红壤分离速率。