坡面流曼宁粗糙度系数变化特征及影响因素研究OA

为探究植被覆盖度和生长方向对坡面流曼宁系数(n)的影响。通过水槽冲刷进行模拟刚性植被试验,研究不同坡度(5°~20°)、流量(5~40 L/min)、覆盖度(0%~15.936%)及两种生长方向(垂直坡面PS和垂直水平面PH)下曼宁系数的变化规律。结果表明,PS条件下的曼宁系数整体高于PH条件6.25%~26.67%。曼宁系数随覆盖度的变化存在临界流量,PS情况下不同坡度的临界流量均较PH减小了6.5%、58.9%、52.1%、38.6%。当流量低于临界值时,曼宁系数随覆盖度增加呈先减后增趋势;高于临界值时,曼宁系数随覆盖度增加在缓坡下表现为单调递增。曼宁系数与水深及雷诺数的变化规律在裸坡与植被覆盖条件下存在差异。裸坡条件下曼宁系数随水深及雷诺数增加而单调递减,植被覆盖条件下则呈单调递增关系。曼宁系数与弗劳德数呈幂函数负相关。坡度、流量及覆盖度通过调控水深影响曼宁系数。研究结果揭示了不同条件下曼宁系数的变化规律,可为黄土高原植被配置提供曼宁系数取值依据,对水土保持和水力侵蚀控制至关重要。