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矿区3种弃土弃渣体侵蚀及水动力学差异研究

2017-10-24,,,,,

长江科学院院报 2017年10期

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(1.长江科学院 水土保持研究所,武汉 430010;2.西北农林科技大学 a.水土保持研究所;b.黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西 杨凌 712100;3.中国科学院 水利部水土保持研究所,陕西 杨凌 712100)

矿区3种弃土弃渣体侵蚀及水动力学差异研究

李建明1,孙蓓1,王一峰1,王文龙2a,2b,3,张长伟1,郭明明2a,2b

(1.长江科学院 水土保持研究所,武汉 430010;2.西北农林科技大学 a.水土保持研究所;b.黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西 杨凌 712100;3.中国科学院 水利部水土保持研究所,陕西 杨凌 712100)

人为因素影响使得矿区扰动地表范围广,形成的弃土弃渣物质组成复杂,且堆积坡度较大,在降雨作用下容易产生严重水土流失。在野外调查基础上,通过选取、修筑径流小区并建立野外人工模拟降雨场,研究弃土体、沙多石少弃渣体和沙少石多弃渣体3种下垫面的侵蚀及水动力特征的差异性。结果表明:①弃土弃渣体平均径流率随雨强增大1.5~3.0倍,递增幅度是33.7%~276.2%。②沙多石少弃渣体的平均流速较弃土体及沙少石多弃渣体大,随雨强增大,3种弃土弃渣体的平均流速递增13.6%~43.3%;同雨强下,沙多石少弃渣体平均侵蚀速率分别是弃土体和沙少石多弃渣体的1.8倍和11.2倍。③弃土弃渣体次降雨下的平均雷诺数以过渡流为主,水流呈缓流。平均径流率与平均水流功率、水流剪切力分别可用线性函数表示,决定系数>0.8;弃土体及沙少石多弃渣体平均侵蚀速率与平均水流功率、水流剪切力分别可用线性函数表示,决定系数>0.9,而沙多石少弃渣体呈幂函数关系,决定系数在0.5左右。

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