不同草被格局下的坡面流水力学特性

摘要

通过室内放水冲刷试验,研究不同草被格局(随机格局、草方格、带状、斑块状及光滑玻璃对照)下的坡面流水力学特性变化。试验在8种流量(0.15,0.30,0.45,0.60,0.75,0.90,1.05,1.20 L/s)和3种坡度(3°,6°,9°)下进行。结果表明:(1)与光滑玻璃面相比,草被覆盖坡面可以雍高水位1.02~1.38倍,减缓流速6.52%~36.73%;随着流量和坡度的增大,流速呈幂函数递增(R^(2)>0.95)。(2)雷诺数与流量间存在显著的线性正相关关系(R^(2)>0.99),与坡度和草被格局无明显相关关系;草被覆盖可以有效降低坡面弗劳德数。(3)随流量和坡度的增大,草被覆盖下的坡面流型态从层流—缓流或急流过渡到紊流—急流。(4)随着流量的增大,坡面流阻力系数呈幂函数递减(R^(2)>0.86),坡度对坡面流阻力系数无显著影响(p>0.05)。(5)不同草被格局雍高水位的作用为随机格局>斑块状>草方格>带状,对流速的减缓作用为随机格局>带状>斑块状>草方格,坡面弗劳德数为斑块状>带状>草方格>随机格局,抗蚀能力为随机格局>草方格>带状>斑块状。