柔性植被叶片近地表覆盖对坡面流水力学特性的影响

来源：水资源与水工程学报杂志2024年第1期北京时间：

作者：蔡泽康，王健，陈俞池，王晨沣，广彗冰，李锋

单位：（1.西北农林科技大学水土保持与工程学院,2.延安水土保持监测分站

摘要：坡面柔性植被对坡面流水力学特性有着显著影响，进而对坡面侵蚀起着重要作用。以往的研究主要集中在完整柔性植被上，包括茎杆和叶片。为进一步探明近地表柔性植被叶片对水力学特性的影响，采用模拟坡面冲刷试验，研究了3种流量（0.5、1.0和1.5 L/min）、5种坡度（2°、4°、8°、12°和16°）、5种覆盖度以及2种覆盖类型下坡面径流的水动力学特征，以期揭示柔性植被叶片近地表覆盖对坡面土壤侵蚀特征的影响。结果表明：平均流速随柔性植被叶片覆盖度的增加而下降，流量与坡度的增加可减缓平均流速的下降趋势；雷诺数Re与佛汝德数Fr随柔性植被叶片覆盖度的增加而降低，佛汝德数Fr下降趋势明显，雷诺数Re下降趋势平缓。柔性植被叶片覆盖度和坡度对流态的影响相互制约；阻力系数随植被叶片覆盖度的增加呈增加趋势，覆盖物起到增阻作用；坡度变化引起阻力系数先降低后增加再降低的趋势，相同条件下横向不同覆盖度覆盖物的形态阻力在总阻力中占比更大。研究结果可为黄土高原坡面侵蚀及生态环境治理提供理论依据。

关键词：柔性植被叶片,坡面流,水力学特性,阻力机制； 流态； 土壤侵蚀

基金资助：国家自然科学基金项目（41771308）； “十四五”国家重点研发计划子课题（2022YFF130080105）