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汶川5.12大地震中引发了大量的滑坡事件,滑坡形成的土石混合堆积体主要沿主河及支流河谷发育和分布,数量众多。在降雨形成的集中水流作用下,堆积体将为下游水域输送大量泥沙颗粒,导致河床抬高,河道淤积,形成巨大的安全隐患。本文野外测定汶川震区滑坡堆积体休止角,土石混合坡面容重、土壤(<2mm)与碎石(2-7mm)比例,并以此作为模拟研究的参数范围,开展了室内土石混合高陡坡面放水冲刷试验,研究了不同流量,坡度,石土比例组合下的水动力学特征以及产流产沙的特征,并讨论了影响土壤侵蚀率的主要水蚀因子。初步阐明了滑坡松散土石堆积物坡面细沟土壤侵蚀变化过程,为滑坡堆积体土石混合坡面土壤侵蚀模型的建立提供理论依据。主要结果如下:(1)34。坡面各流量及36。坡面4L/min组合下,全土情况的水流流速均显著大于含碎石情况下的水流流速,在36。坡面8L/min,12L/min情况下,含碎石情况的水流流速逐渐增大并超过全土情况;各组合水流流速均随冲刷时间的延长而减小。石土比例对雷诺数的影响较复杂,在试验时段内各组合的水流基本属于伪层流或紊流。石土比例对弗汝德数的影响规律与流速相似,弗汝德数随冲刷时间延长而逐渐从急流转变为缓流,其中含碎石情况相比全土情况表现更加明显。Darcy-weisbach阻力系数f随冲刷时间先缓慢增加后迅速增加再急速下降,全土情况下的f值介于0.16-14.40,含碎石情况下f值介于0.16-29.68。 Darcy-weisbach阻力系数f与雷诺数Re呈负相关关系。(2)产流量随冲刷历时的推延而波动性减小,石土比例对产流量有重要影响,其产流总量大小排序为:1:3>全土>1:2>1:1,产流量随流量的增加而增加,但其增加倍数不与流量倍数一致。产沙量随冲刷历时波动性减小,其大小排序为:1:3>1:2>全土>1:1,流量对产沙量影响规律与产流量一致。含沙量随冲刷历时呈波动性变化,1:2比例坡面水流的平均含沙量最大,全土情况及1:1比例坡面次之,1:3比例坡面的水流平均含沙量最小,含沙量随流量的增加波动性变化。产沙量与产流量之间呈极显著的线型正相关。(3)随着冲刷时间的推延,土壤侵蚀率,水流功率和单位水流功率波动性减小,水流剪切力先增加后减小,过水断面单位能量先减后增再减小。不同石土比例下的土壤侵蚀率和水蚀因子大小排序,1:3和全土情况值较大,1:2及1:1情况值较小,流量对土侵蚀率和水蚀因子的影响较大,土壤侵蚀率,水流剪切力,水流功率,过水断面单位能量均随流量的增加而增加,单位水流功率则变化较复杂。不同比例下土壤侵蚀率与水蚀因子之间关系表现不一,全土情况均表现为极显著,碎石情况则表现为显著或不显著。水流剪切力与土壤侵蚀率之间呈极显著幂函数正相关,可用水流剪切力来预测和估算堆积体坡面土壤侵蚀率。(4)曼宁系数n随冲刷历时呈现先缓慢增大,再迅速增大,最后急速减小的趋势。不同石土比例下,n值大小排序为:1:3>1:2>1:1>全土。n值随流量的增加而减小,但变化程度不大。径流深h与n之间呈幂函数正相关关系。回归分析表明雷诺数Re与n值关系不显著,弗汝德数Fr与n值呈显著的幂函数负相关。曼宁系数与径流深的比值n/h与Re呈显著的幂函数负相关,n/h与Fr关系不显著。n/h与水流平均流速V、水流剪切力τ、单位水流功率Up之间呈极显著的线性负相关,与水流功率ω、过水断面单位能量ε之间呈极显著的幂函数负相关关系,与土壤侵蚀率E之间呈显著的线性负相关关系。