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降雨作用下坡面侵蚀的水动力机理

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降雨作用下坡面侵蚀的水动力机理

生态环境 2008, 17(6): 2440-2444 http://www.jeesci.com Ecology and Environment E-mail: [email protected] 基金项目: 国家自然科学基金项目( 40572158);交通部西部科技项目 (2006-318-792-85) 作者简介: 吴永 (1981 年生 ),男,博士 研究 生 ,主要从事山地灾害形成机制和防治技术研究。 E-mail: [email protected] 收稿日期: 2008-09-06 降雨作用下坡面侵蚀的水动力机理 吴永 1, 2, 何思明 1, 李新坡 1 1. 中国科学院 水利部成都山地灾害与环境研究所,四川 成都 610041; 2. 中国科学院研究生院,北京 100039 摘要: 降雨作用下的坡面侵蚀不仅导致严重的水土流失,同时也可能诱发严重的重力地质灾害如滑坡、泥石流等。研究 其发 生发展的机理以及内部理论规律对减灾防灾具有至关重要的作用。 文 章 以水动力学公式为基础,从坡面颗粒侵蚀的水分环境 角度入手,分析了浸泡状态下松散颗粒和固定颗粒的侵蚀机理,揭示降雨作用下坡面水流与坡面颗粒间的相互作用关系,并 给 出各类型侵蚀发生所对应的临界降雨强度。最后,通过实例计算验证了理论的合理性。 关键词: 降雨;坡面水流;颗粒 侵蚀 ;临界降雨强度 中图分类号: S157 文献标识码: A 文章编号: 1672-2175( 2008) 06-2440-05 水土流失已经成为当今世界主要的环境问题, 据估计,目前全世界范围内每年因此而损失的耕地 达 ( 5~7) 1010 m2,表土资源正以每年 0.7%的速 度减少 [1]。水土流失的形式有很多,其中最直接最 常见的是降雨作用下的坡面水流侵蚀。我国每年因 此而被侵蚀带走的有机营养 土达几十亿吨,给生态 环境,农业发展带来巨大损失。同时严重的坡面侵 蚀也会引起河湖淤塞,洪水泛滥,诱发滑坡、泥石 流等灾害,严重的影响了人民的生产生活。可见研 究坡面侵蚀发生发展的水动力机理对减灾防灾、改 善人类的生存环境具有至关重要的作用。 关于降雨中坡面侵蚀的研究,国内外相关学者 已进行了大量工作,主要包括利用水流的动力学参 数对径流侵蚀形态的研究,或从能量和动力学角 度,分析了坡面侵蚀的临界坡度,初步探讨侵蚀的 机理。认为影

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