北江红壤河岸坡面侵蚀水动力特征研究

摘要

受自然和人为干扰交互作用的影响，河岸带水土保持功能退化严重。本研究基于野外原位模拟径流冲刷试验，分析了不同坡度（7°，9°，11°，15°）、植被盖度（0％，25%）和放水强度（15L/min，12L/min，9L/min）条件下红壤河岸坡面侵蚀水动力学参数变化特征及其与侵蚀产沙的关系。
　　结果表明：
　　（1）两种植被盖度下的径流率均随放水历时增加呈先增大后趋于平稳趋势，相同放水量下均随坡度增大而增大，同时25%植被盖度下的径流率与坡度之间存在显著的幂函数关系（P＜0.05），径流率均随放水流量增大而增大，径流率均与放水量呈极显著的线性关系（P＜0.01）；两种植被盖度下的径流含沙量随放水时间的持续总体上呈减小趋势，且随坡度的增大而增大，裸坡的径流含沙量与坡度之间存在显著的线性关系（P＜0.05），25%植被盖度的径流含沙量与坡度之间存在极显著的相关性（P＜0.01），裸坡的径流含沙量随放水量的增大而增大，同时裸坡的径流含沙量与放水量呈极显著的线性关系（P＜0.01），25%植被盖度坡面的径流含沙量与放水量的关系并不明显。两种植被盖度下的侵蚀产沙量均随着放水历时的增加呈先减小后稳定的趋势，侵蚀产沙量与坡度、放水量之间的关系与径流含沙量一致。
　　（2）两种植被盖度下的雷诺数均随着放水时间增加总体上呈增大趋势，但增幅较小，且与坡度相关性不显著，说明坡度对雷诺数无规律性影响；弗劳德数均随放水历时增加呈先减小后趋于稳定，裸坡的平均弗劳德数均大于1，说明坡面流均处于急流状态，且与坡度呈线性极显著正相关关系（P＜0.01），25%植被盖度坡面的弗劳德数随着随坡度增加呈先增大后减小的趋势，说明25%植被盖度坡面的弗劳德数与坡度可能存在非线性关系，两种植被盖度下的弗劳德数均与放水量之间关系不明显；裸坡的水流剪切力基本上随着放水历时的增加呈先增大后趋于稳定的趋势，25%植被盖度坡面的水流剪切力几乎呈一条直线变化，两种盖度坡面的水流剪切力随坡度呈增大趋势，水流剪切力均与坡度呈极显著的线性关系（P＜0.01），水流剪切力与放水量均呈显著的线性关系（P＜0.05）；水流功率的变化规律与水流剪切力一致。
　　（3）两种植被盖度坡面的土壤剥蚀率均随雷诺数的增大而增大，土壤剥蚀率与雷诺数均呈极显著的线性关系（P＜0.01）；裸坡的土壤剥蚀率随弗劳德数增大而增大，且与弗劳德数呈线性显著正相关关系（P＜0.01），25%盖度坡面的土壤剥蚀率与弗劳德数的关系不明显；两种植被盖度的土壤剥蚀率均随水流剪切力的增大而增大；土壤剥蚀率与水流剪切力呈极显著的线性关系（P＜0.01）；两种植被盖度的土壤剥蚀率均随水流功率的增大而增大；土壤剥蚀率与水流功率呈极显著的线性关系（P＜0.01）。

目录

声明

1 绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3小结

1.4研究内容

1.5技术路线

2 研究区概况

2.1地理位置

2.2地质地貌

2.3气候

2.4植被

2.5侵蚀特征

3 研究方法

3.1 实验设计

3.2 数据分析

4 红壤河岸坡面侵蚀产流产沙特征

4.1红壤河岸坡面径流率变化特征

4.2红壤河岸坡面径流含沙量变化特征

4.3红壤河岸坡面侵蚀产沙量变化特征

4.4红壤河岸坡面侵蚀泥沙粒径组成

4.5 本章小结

5 红壤坡面侵蚀水动力特征

5.1雷诺数特征

5.2弗劳德数特征

5.3水流剪切力特征

5.4水流功率特征

5.5本章小结

6 红壤坡面水动力特征与土壤侵蚀的关系

6.1雷诺数特征与土壤剥蚀率的关系

6.2弗劳德数特征与土壤剥蚀率的关系

6.3水流剪切力特征与土壤剥蚀率的关系

6.4水流功率特征与土壤剥蚀率的关系

6.5 本章小结

7 结果与讨论

7.1主要结论

7.2不足与展望

参考文献

致谢