脉冲边界模型测量冻土坡面径流流速与距离优选

在室内不同坡度和流量条件下，用电解质脉冲边界模型以及染色剂示踪法进行冻土坡面和未冻土壤坡面径流流速测量的对比研究。采用长3.8m、宽0.2m和深0.08m的试验土槽，用新疆阿克苏温宿县科其喀尔冰川流域草甸土，装土容重为1.0g/cm3、厚度5cm，将土样饱和后冻结，制备用于试验的冻土坡面。为提高试验效率，采用在砂纸上粘贴土壤颗粒的方法模拟未冻土壤坡面。在坡度5°、10°和15°，流量12、24和48L/min条件下，采用电解质脉冲边界模型方法和染色剂示踪方法测量冻土和未冻土壤坡面径流流速，并确定电解质脉冲边界模型方法的最优测量距离。结果表明：电解质脉冲边界模型测量流速随着测量距离增加呈指数增加，并逐渐趋于恒定。通过流速随沟长的变化关系，计算得到冻土坡面条件下，电解质脉冲边界模型测量流速与实际流速相差5%和10%，所需测量距离分别为1.7~2.7m以及1.4~2.1m。电解质脉冲边界模型法测得的冻土坡面径流流速随坡度、流量增大而增大，为0.45~0.98m/s，是未冻土壤坡面径流流速的1.43倍。冻土坡面染色剂示踪法测得的流速较电解质脉冲边界模型测得的流速大3%~20%；未冻土壤坡面染色剂示踪法测得的流速较电解质脉冲边界模型测得的流速大6%~35%