汤珊珊，李占斌,2，鲁克新，刘 莹，苏远逸，马勇勇



覆沙坡面水动力学参数与径流产沙的关系

汤珊珊1，李占斌1,2※，鲁克新1，刘 莹1，苏远逸1，马勇勇1

（1. 西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室，西安 710048；2. 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，杨凌 712100）

坡面流水动学特征对阐明土壤侵蚀和坡面产沙机理均有重要意义，通过模拟降雨试验，定量研究了1.5 mm/min雨强下，不同覆沙厚度（0.5、1.0、1.5 cm）下坡面水动力学参数的时空分布特征及其与产流产沙的关系，以期揭示坡面水动力学参数的内在规律性。结果表明，坡面流的水动力学参数的时空分布呈波动趋势，与黄土坡面相比，雷诺数增加了0.39～1.03倍，佛罗德数增加了0.05～0.29倍，阻力系数增加了0.05～1.55倍；覆沙坡面在整个降雨过程中主要以层流—急流为主，细沟形成主要发生在产流后第10 min后，主要集中在1～10断面处（从坡底依次向上每1 m划分为一个断面）；坡面产流和产沙速率与各水动力学参数均可用=+来描述，雷诺数和相对水深曼宁糙率/可以较好地表征覆沙坡面侵蚀产沙过程。此研究可为坡面侵蚀预报模型的构建提供科学依据。

侵蚀；径流；产沙；覆沙坡面；覆沙厚度；水动力学参数

0 引 言

坡面水动力学参数对坡面产流产沙特性有决定作用，深入理解坡面水动力学参数及其变化规律是认识坡面土壤侵蚀过程和动力学机制的基础，有助于坡面土壤侵蚀预报模型的构建[1-4]。

风水复合侵蚀区不仅是黄河下游河床粗泥沙的主要物质来源区[5-6]，同时也是土壤侵蚀最为严重的区域[7-9]。……