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《于径流侵蚀功率的流域次暴雨输沙模型研究——以岔巴沟流域为例》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、基于径流侵蚀功率的流域次暴雨输沙模型研究——以岔巴沟流域为例基于径流侵蚀功率的流域次暴雨输沙模型研究——以岔巴沟流域为例基于径流侵蚀功率的流域次暴雨输沙模型研究——以岔巴沟流域为例基于径流侵蚀功率的流域次暴雨输沙模型研究——以岔巴沟流域为例基于径流侵蚀功率的流域次暴雨输沙模型研究——以岔巴沟流域为例第25卷第3期2008年6月长江科学院院报JournalofVan~zeRiverScientificResearchInstituteVo1.25No.3Jun.2008文章编号:1001—5485(2008)03—0031—04基于径
2、流侵蚀功率的流域次暴雨输沙模型研究——以岔巴沟流域为例鲁克新,李占斌,李鹏,鞠花(西安理工大学a.西北水资源与环境生态教育部重点实验室.理学院,西安710048)摘要:流域次暴雨侵蚀产沙模型研究是国内外土壤侵蚀研究的重点领域之一.提出了基于径流深和洪峰流量模数两个流域次暴雨洪水特征参数的径流侵蚀功率的概念;利用岔巴沟曹坪水文站1959至1990年间历年实测的次暴雨洪水径流泥沙资料,系统研究了该流域次暴雨径流侵蚀功率与流域输沙模数之间的相关关系,建立和验证了基于径流侵蚀功率的岔巴沟流域次暴雨输沙模型.结果表明,岔巴沟流域次暴雨径流侵蚀
3、功率与流域输沙模数之间具有极显着的幂函数相关关系;模型验证期的次暴雨输沙模数模拟值与实测值之间具有较好的一致性.关键词:流域;次暴雨;输沙模数;径流侵蚀功率;模型中图分类号:S157文献标识码:A大量研究表明,黄土高原大部分流域的年产沙量主要是由于每年汛期内一场或几场短历时,高强度暴雨造成的[1--3].流域侵蚀产沙模型研究特别是流域次暴雨侵蚀产沙模型研究是国际土壤侵蚀研究的重点领域之~[4--19].建立结构简单,计算方便的流域次暴雨侵蚀产沙模型对于黄土高原流域水土资源综合管理,水土流失防治,水土流失区域的良性生态环境的改善和恢复
4、都具有重要的理论与实际意义.本文提出了表征水蚀过程侵蚀动力的流域次暴雨径流侵蚀功率的概念以及利用洪峰流量模数和径流深2个流域次暴雨洪水过程特征参数计算径流侵蚀功率的方法;并以岔巴沟曹坪站以上流域为研究对象,利用该站1959至1990年问实测的次暴雨径流泥沙资料,分析计算了岔巴沟流域的次暴雨径流侵蚀功率,并对径流侵蚀功率与流域次暴雨输沙模数之问的相关关系进行了研究,并初步将径流侵蚀功率应用于流域次暴雨输沙模数预报.1径流侵蚀功率的理论基础流域产流产沙过程是一个极其复杂的物理过程,它是降雨与流域下垫面相互作用的结果,从数学意义上讲,则是
5、从降雨和流域下垫面到流域出口产流产沙的一种高度非线性的映射关系.次暴雨条件下流域出口断面处的洪水过程特征是降雨与流域下垫面相互作用的最终体现.同时,雨滴击溅和地表径流不仅是流域坡面和沟道侵蚀产沙的根本动力,而且还是泥沙输运的主要载体,径流的多少在很大程度上决定了被输送的侵蚀泥沙的多少.因此,流域出口处的洪水过程特征间接反映了降雨和流域下垫面特性对流域侵蚀产沙的综合影响.径流深H和洪峰流量Q是反映流域次暴雨洪水过程特征的2个重要参数.径流深代表次暴雨在流域上产生洪水总量的多少,间接反映了降雨量的大小以及流域下垫面对降雨再分配作用的强弱
6、;而洪峰流量则代表洪水的强度,间接反映了降雨的时空分布特征和流域下垫面对径流汇流过程的影响.国内外学者一般采用H和Q的组合因子或单因子计算流域的产沙量[4-7,13--17].上述研究结果表明,无论是径流深和洪峰流量的组合因子还是单因子,它们与流域次暴雨产沙量的相关程度都很高,说明H和Q是流域次暴雨侵蚀产沙的2个重要侵蚀动力因子.由此,可将表征流域次暴雨侵蚀产沙量大小的参数——输沙模数表示为H和Q的函数,即=-厂(H,Q),(1)式中:M为流域次暴雨输沙模数;H和Q分别为次暴雨径流深和洪峰流量.如上所述,H和Q分别反映了流域次暴雨洪
7、水的某些特性,但均不能反映次暴雨洪水的综合特性,特别是在侵蚀产沙方面的特征.为消除流域面积的影响,本文将次暴雨洪水的径流深和洪峰流量模数的乘积作为流域次暴雨侵蚀产沙的侵蚀动力指收稿日期:2008—03—14基金项目:国家自然科学基金资助项目(40771124);国家重点基础研究发展计划项目(2007CB407206)作者简介:鲁克新(1974一),男,山东新泰人,讲师,主要从事土壤侵蚀与水土保持等方面的研究,(电话)029-82312651(电子邮箱)1kx2942@163C㈣0.32长江科学院院报2008年标,并令E=QH,(2)
8、式中:H为次暴雨径流深,mm;Q为洪峰流量模数,m3/(s?km2),其大小等于次暴雨洪水洪峰流量与流域面积的比值.为了进一步明确指标E的物理含义,对式(2)进行如下变换:E=Q=?=?:?W?V=pgWV=?FV.(3)叶令Con=
