基于三级汇流和产输沙结构的分布式侵蚀产沙模型

发布时间：2021-01-24 05:35

　　黄土丘陵沟壑区面临严重的土壤侵蚀问题,是黄土高原主要产沙区域,针对该区域的土壤侵蚀产沙模拟一直是黄河泥沙研究的热点。尽管如此,已有侵蚀产沙模型对坡面、沟壑侵蚀环节刻画并不完善,沟壑侵蚀过程的忽视限制了模型在沟壑区侵蚀产沙模拟的精度。为此,本文考虑了沟壑侵蚀的特殊性,从分布式水循环模型（the Water and Energy Transfer Processes in Large River Basins,简称WEP-L）的"坡面-河道"二级产汇流结构中单独分离出沟壑环节,提出了"坡面-沟壑-河道"的三级汇流和产输沙结构,从而构建了基于WEP-L的分布式侵蚀产沙物理模型（WEP-SED）。将WEP-SED应用于无定河流域白家川水文站控制区,模型得到的白家川1956—2010年月均输沙率过程与实测过程接近。结果表明,WEP-SED可有效应用于黄土丘陵沟壑区的侵蚀产沙模拟研究。此外,模拟的白家川沟壑环节多年平均侵蚀量约占该区域总侵蚀量的49%,且94%的沟壑侵蚀集中于7—9月。模拟结果充分说明该区域沟壑侵蚀的严重性,细化沟壑侵蚀过程对于提高该区域侵蚀产沙模拟精度具有重要意义。 

【文章来源】：水利学报. 2020,51(02)北大核心

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

0 白家川1956—2010年模拟与实测多年平均

式中：E3为裸地下垫面坡面沟间实际侵蚀强度，kg/（m2·s);LSlo为等高带长度，m;a3、b3和c3为经验系数。图2 WEP-SED模型子流域单元内三级汇流与产输沙结构

图1 WEP-L模型产汇流结构受土壤质地和水流水力条件空间分布不均的影响，原本平整的坡面会被冲刷出一条条沟道，根据沟道发育程度一般划分为细沟、浅沟和切沟，水沙主要沿着这些沟道向下流动，本研究将它们统一作为坡面沟道进行模拟。坡面沟道土壤侵蚀量可由沟道水流挟沙力扣除当前等高带沟间来沙量进行估算：

【参考文献】：
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本文编号：2996674