关键词:
坡面流
植被配置方式
模拟试验
水动力参数
紊动特性
摘要:
[目的]揭示不同植被配置方式对坡面流水动力及其紊动特性的影响,为植被坡面土壤侵蚀机制和植被资源的合理配置提供科学依据。[方法]采用室内水槽冲刷试验的方法,模拟刚性植被近地表盖度(8.9%,4.5%,2.2%,1.1%,0.6%,0.3%)、乔灌配置方式(灌木、乔灌结合、乔木)与空间分布形式(均匀、随机、聚集)在6组不同流量条件下坡面流水动力参数、水流阻力的总体变化特征,并重点关注不同配置因子对坡面流影响程度的大小和局部尺度的促紊作用。[结果](1)植被覆盖使坡面相较于裸坡平均水深雍高了1.3~2.3倍,平均流速降低了16%~48%。不同植被配置方式壅水降速效果为密集>中等>稀疏、灌木>乔灌结合>乔木、随机>均匀>聚集,3种配置因子对坡面流的影响为植被盖度>乔灌配置>空间分布形式。(2)植被的体积阻力系数随着植被盖度的增大呈现线性增大趋势(R^(2)>0.90),且随流量增大,该趋势渐缓;紊流强度随综合植被配置参数的增大呈幂函数关系(R^(2)>0.99)。流速相同条件下,随着盖度增加,植被坡面相较于裸坡有产生尾涡增加紊动的作用;水力坡度相同条件下,植被坡面紊动能水平与裸坡相比,出现先增加后减小的变化特征。[结论]植被盖度对于坡面流阻力及紊动特性的影响要大于乔灌配置方式与空间分布形式。随着盖度增加,植被通过局部促紊作用与宏观增阻作用的相互制衡,共同决定了坡面流紊动能占总动能的比例。