集中水流沖刷條件下土石混合崩積物坡面侵蝕機(jī)理研究.pdf

1、崩積體為崩崗的重要組成部分，礫石含量高，屬于典型土石混合物，但目前關(guān)于崩崗?fù)潦旌媳婪e物侵蝕機(jī)理尚未清楚，成為崩崗崩積體侵蝕研究的又一關(guān)鍵問題。本研究以福建省安溪縣的崩崗?fù)潦旌媳婪e物為研究對(duì)象，通過室內(nèi)模擬沖刷試驗(yàn)，在不同礫石含量（0％、20%、40%、60%）、流量（2 L·min-1、4 L·min-1、8 L·min-1、16 L·min-1）及坡度（10°、20°、30°、40°）三因素組合條件下，探究土石混合崩積物坡面細(xì)溝的

2、產(chǎn)沙特征、侵蝕泥沙顆粒特性以及侵蝕的水動(dòng)力學(xué)機(jī)理。研究結(jié)論如下：
　　（1）各流量下30°坡面細(xì)溝產(chǎn)沙過程均呈“先增大后減小再趨于穩(wěn)定”的趨勢(shì)。產(chǎn)沙量隨流量和坡度的增大均大體呈上升的趨勢(shì)，而含沙量隨流量的增大大體呈緩慢下降趨勢(shì)，隨坡度的增大大體呈上升趨勢(shì)；在2 L·min-1和4 L·min-1條件下，產(chǎn)沙量及含沙量隨著礫石含量的增大呈先減小后增大的趨勢(shì)，存在臨界礫石含量（20-40%之間）；在8 L·min-1和16 L·min

3、-1條件下，產(chǎn)沙量及含沙量隨著礫石含量的增大而增大。礫石含量、流量和坡度可以用來(lái)很好地預(yù)測(cè)土石混合崩積物的產(chǎn)沙率和含沙量。
　?。?）各條件下侵蝕泥沙顆粒中粗砂粒和細(xì)粉粒的含量較高。在沖刷后期，侵蝕泥沙粒徑分布與供試土壤趨于一致，即出現(xiàn)整體侵蝕。侵蝕泥沙顆粒粒徑分布情況尤其是富集率大小可用來(lái)表征坡面土壤的侵蝕強(qiáng)弱。在全土下，試驗(yàn)坡面隨沖刷時(shí)間延長(zhǎng)呈整體侵蝕的規(guī)律，當(dāng)?shù)[石加入后，這種規(guī)律逐漸被打破，當(dāng)含石量達(dá)60%時(shí)，侵蝕泥沙不再被

4、整體搬運(yùn)。各流量及坡度下泥沙顆粒的MWD均隨著礫石含量的增大而增大，說(shuō)明礫石的存在使侵蝕泥沙顆粒變粗。平均重量直徑均隨含石量、流量及坡度的改變而改變，各粒徑范圍的顆粒運(yùn)移具有選擇性。
　　（3）各條件下隨著沖刷歷時(shí)的推延流速呈減小的趨勢(shì)，雷諾數(shù)先增大再減小，弗羅德數(shù)先減小后趨于平緩，阻力系數(shù)波動(dòng)性增大。大多情況下試驗(yàn)坡面細(xì)溝水流流態(tài)屬紊流，流型屬急流。各條件下隨著沖刷歷時(shí)的推延水流剪切力和水流功率均呈先增大后減小趨勢(shì)，單位水流功率