坡面径流水动力学特性及挟沙机理研究

坡面径流水动力学特性和挟沙机理研究是目前土壤侵蚀的研究热点也是薄弱环节,虽有不少研究成果面世,但由于流动型态的特殊性,使得阻力规律、流态判定、输沙动力学机理等方面研究尚存疑颇多,本文通过不同粗糙度定床阻力试验、径流小区模拟降雨试验和水槽冲刷试验相结合的方法,探讨了坡面水流增阻机理,得到了流态判别新判数,并对水流强度指标进行了归纳总结,提出了挟沙能力统一表达式,最后,基于粒子群优化算法,推导出了坡面水流挟沙能力计算公式,从而为土壤侵蚀预报模型提供有益参考,主要取得的创新性成果有:（1）通过理论推导和定床阻力试验相结合的方法,揭示了坡面水流水动力学特性。坡面水流平均流速、平均水深、弗如德数和阻力系数均与单宽流量、坡度、粗糙度呈幂函数形式变化,在此基础上,给出各水力要素的经验计算公式。由此表明,各水力要素之间的关系可围绕流态指数m进行分析和探讨。本试验验条件下,流态指数m在0.317..