土壤学报

作者：曾荣昌，张玉启，何丙辉，李天阳，曾成

单位：曾荣昌，西南大学资源环境学院/三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715；,张玉启，西南大学资源环境学院/三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715；,何丙辉，西南大学资源环境学院/三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715；hebinghui@swu.edu.cn,李天阳，西南大学资源环境学院/三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715；,曾成，西南大学资源环境学院/三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715；,

关键词：喀斯特;岩石与坡面夹角;地下裂隙;雷诺数;阻力系数;集中流

基金：国家重点研发计划课题（2016YFC0502303）和国家自然科学基金项目（41771312）资助

喀斯特槽谷区地表出露的岩石与坡面形成不同夹角，塑造了复杂的微地貌，显著改变坡面集中水流路径，使得水流特性发生重大变化。目前，不同岩石与坡面夹角下集中流水力学特性的变化特征还不清楚。通过室内放水冲刷模拟试验，研究了3个坡度（10°、15°和20°）、3个冲刷流量（5、7.5、10 L·min-1）和6个岩石与坡面夹角（30°、60°、90°、120°、150°和180°（0°））组合条件下喀斯特槽谷区地表集中流的水力学特性。结果表明：集中水流雷诺数（Re）随冲刷历时变化趋势较复杂，试验条件下，Re随流量的增大而增大，随坡度变化规律不明显，变化范围为517～3 343。Darcy-Weisbach阻力系数（f）随冲刷历时表现出增大的变化趋势，其随坡度增大而增大，随流量增大而减小，变化范围为0.62～5.70。Re和岩石与坡面夹角关系均不显著，f和岩石与坡面夹角间的关系在各流量和坡度组合下表现不同。f与Re之间的耦合关系受岩石与坡面夹角的显著影响，当岩层与坡面夹角小于90°时，f-Re关系用对数方程描述比较好；夹角大于等于90°时，则用幂函数方程描述更好。试验条件下，当Re1 791时，f与Re则呈显著正相关。本研究可为喀斯特槽谷区土壤侵蚀预报模型的建立提供依据。

来源：2021年第5期

《土壤学报》期刊编辑部

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