喀斯特槽谷区坡面集中水流曼宁系数变化特征

作者：曾荣昌; 李天阳; 何丙辉^*

来源：水土保持通报, 2020, 40(04): 266-279.

DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2020.04.036

• 喀斯特
• 岩石与坡面夹角
• 集中流
• 曼宁系数

[目的]探究喀斯特槽谷区不同岩石与坡面夹角影响下地表集中水流阻力变化特征,为该区土壤侵蚀模型构建提供科学依据。[方法]在3个坡度(10°,15°,20°),3个冲刷流量(5,7.5,10 L/min)和6个岩石与坡面夹角角度(30°,60°,90°,120°,150°,180°)组合条件下开展室内放水冲刷试验,研究喀斯特槽谷区不同岩石与坡面夹角下地表集中水流曼宁系数的变化规律及其影响因素。[结果](1)地表集中水流曼宁系数n随冲刷历时呈迅速增大再缓慢增长或趋于稳定的变化趋势。不同夹角的n值大小顺序为:n180°>n150°>n90°>n30°>n120°>n60°。(2)当岩石与坡面夹角大于30°时,n与水深h显著相关,夹角为30°时,二者关系不显著;试验条件下,n与雷诺数Re关系不显著,与弗汝德数Fr呈显著幂函数负相关。(3)相对水深曼宁系数n/h随夹角增大呈先增后减的变化趋势。(4)岩石与坡面夹角大于30°时,n/h与Re均呈幂函数负相关,夹角为30°时,二者关系不显著;不同岩石与坡面夹角的n/h与Fr关系均不显著。[结论]喀斯特槽谷区坡面集中水流曼宁系数n受岩石与坡面夹角的显著影响,随夹角增大总体呈先减后增的趋势。

• 出版日期2020
• 单位西南大学; 三峡库区生态环境教育部重点实验室