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《汶川震區(qū)滑坡堆積體土石混合坡面細溝水動力學(xué)特征室內(nèi)試驗》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、水利學(xué)報2014年8月SHUILIXUEBAO第45卷第8期文章編號：0559-9350（2014）08-0892-11汶川震區(qū)滑坡堆積體土石混合坡面細溝水動力學(xué)特征室內(nèi)試驗李天陽1，何丙輝1，雷廷武2，陳展鵬1，張怡3（1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室，重慶400715；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，北京100083；3.北京師范大學(xué)地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院，北京100875）摘要：野外測定汶川震區(qū)滑坡堆積體休止角、土石混合坡面容重、土壤（<2mm）與碎石（2~7mm）比例，以
2、此作為模擬研究的參數(shù)范圍，開展了室內(nèi)土石混合高陡坡面放水沖刷試驗，研究了不同流量、坡度與石土比例組合下的水動力學(xué)特征。結(jié)果表明：34°坡面各流量及36°坡面4L/min組合下，全土情況的水流流速均顯著大于含碎石情況下的水流流速，在36°坡面8L/min，12L/min情況下，含碎石情況的水流流速逐漸增大并超過全土情況；各組合水流流速均隨沖刷時間的延長而減小。石土比例對雷諾數(shù)Re的影響較復(fù)雜，在試驗時段內(nèi)各組合的水流基本屬于過渡流或紊流。石土比例對弗勞德數(shù)Fr的影響規(guī)律與流速相似，F(xiàn)r隨沖刷時間延長而逐漸從急流轉(zhuǎn)
3、變?yōu)榫徚?，其中含碎石情況相比全土情況表現(xiàn)更加明顯。Darcy-weisbach阻力系數(shù)f隨沖刷時間先緩慢增加后迅速增加再急速下降，全土情況下的f值介于0.16~14.40，含碎石情況下f值介于0.16~29.68。Darcy-weisbach阻力系數(shù)f與Re呈負相關(guān)關(guān)系。關(guān)鍵詞：汶川震區(qū)；滑坡堆積體；細溝侵蝕；土石混合；水動力學(xué)中圖分類號：S157.1文獻標識碼：Adoi：10.13243/j.cnki.slxb.2014.08.0021研究背景2008年“5·12”汶川地震不僅造成了巨大的地震災(zāi)害，同時也引發(fā)
4、了崩塌、滑坡、泥石流與堰塞湖等次生災(zāi)害［1］。其中，震區(qū)僅滑坡就約有48007處，分布區(qū)域面積約為48678km2，總面積達到了11.8km2［2］。滑坡堆積體主要由松散土石混合物組成，是泥石流內(nèi)重要固體物質(zhì)的來源。震區(qū)滑坡堆積體主要沿主河及支流河谷發(fā)育和分布［3］，沿河發(fā)育的大規(guī)模滑坡堆積體在強降雨等作用下，坡面極易形成侵蝕，促使泥沙隨水流進入河道，進而造成河道淤塞，給震區(qū)灌溉、防洪、排澇等水利水電工程造成巨大危害。目前針對震區(qū)滑坡堆積體的報道主要側(cè)重于利用遙感、衛(wèi)星影像圖像結(jié)合GIS技術(shù)研究堆積體的分布、數(shù)
5、量與規(guī)模等［2-4］，同時也有針對滑坡堆積體體積測量方面的研究［5］，但缺乏堆積體坡面土壤侵蝕機理的研究。坡面水動力學(xué)的研究是坡面土壤侵蝕機理研究的重要組成部分之一，其常采用人工降雨或放水沖刷的方式來明確坡面水流流速、徑流深、雷諾數(shù)Re、弗勞德數(shù)Fr和Darcy-weisbach阻力系數(shù)f等指標的變化規(guī)律及內(nèi)在聯(lián)系，借此闡明水流能量轉(zhuǎn)換及侵蝕能力的關(guān)系［6］。然而，目前開展的坡面水動力學(xué)研究主要集中在30°以下坡面，土壤結(jié)構(gòu)單一［7-9］，主要涉及工程建設(shè)棄渣人為形成的堆積體坡面［10-11］，還缺少對如震區(qū)滑
6、坡堆積體這樣的高陡土石混合坡面的研究。鑒于此，采集震區(qū)滑坡堆積體坡面松散土石混合物，以野外現(xiàn)場調(diào)查典型堆積體的相關(guān)參數(shù)作為依據(jù)，進行室內(nèi)人工放水沖刷模擬試驗，觀測不同坡度、流量、石土比例下震區(qū)堆積體坡面水動收稿日期：2014-03-04；網(wǎng)絡(luò)出版日期：2014-06-12網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20140612.1104.002.html基金項目：國家自然科學(xué)基金面上項目（41271291）作者簡介：李天陽（1988-），男，四川蓬溪人
7、，碩士生，主要從事城市水土保持研究。E-mail：litianyang8853@163.com通訊作者：何丙輝（1966-），男，博士，教授，主要從事土壤侵蝕與小流域綜合治理研究。E-mail：hebinghui@swu.edu.cn力學(xué)特征，為后續(xù)震區(qū)滑坡堆積體坡面土壤侵蝕研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2材料與方法2.1野外調(diào)查區(qū)域概況調(diào)查路線為國道213映秀-汶川段，全長約56km，由南向北經(jīng)過汶川的映秀、銀杏、草坡、綿虒和威州5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（圖1）。調(diào)查區(qū)內(nèi)總體地勢表現(xiàn)為西北高東南低，高差懸殊，超過2000m，其中汶川縣城
8、威州鎮(zhèn)海拔1325m。調(diào)查區(qū)域為典型的高山峽谷地貌。區(qū)域內(nèi)氣候垂直分帶明顯，差異顯著，分為北部的暖溫帶半干旱季風氣候區(qū)，包括威州、綿虒等地，年降雨量約528.7mm；南部的山地亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，包括漩口、映秀等地，年降雨量高達1332.2mm。山體坡度以25°~55°為主［12］。區(qū)內(nèi)河谷深切，水流湍急，岷江河床平均坡降8‰，其中佛堂壩至中灘堡段（映秀）23km內(nèi)落差22.3m，平
