土壤冻结对黄土细沟水流流速的影响

细沟水流流速是冻土和未冻土坡面水文过程的重要参数，与冻融坡面土壤侵蚀和泥沙输移密切相关。试验在长8m、宽0.1m、深0.12m的土槽内填装深度为0.05m的陕西安塞黄绵土坡面进行。设定坡度为5°、10°、15°、20°，流量为1、2、4、8L/min，通过测量冻土与未冻土坡面细沟水流前锋流经整个土槽所用时间，计算水流的前沿流速，对比2种坡面上水流前沿流速的关系，研究冻结对水流流速的影响，同时采用电解质示踪法计算水流的优势流速，分析优势流速与前沿流速的关系。不同工况下，冻土坡面前沿流速在0.260~0.843m/s之间，未冻土坡面水流前沿流速在0.175~0.552m/s之间；冻土和未冻土坡面上，随坡度、流量的增大，前沿流速增大，增大率在缓坡（5°~10°、10°~15°）时逐渐减小，流量较小（1、2、4L/min）时，流量增大，坡度对前沿流速增大率的影响也逐渐减小；坡度和流量对冻土坡面水流前沿流速的影响大于对未冻土坡面水流前沿流速的影响；冻土和未冻土坡面前沿流速均随坡度和流量的增大近似呈幂函数增大；在试验条件下，冻土坡面前沿流速和优势流速比未冻土坡面大43%和40%；冻土和未冻土坡面上优势流速和前沿流速的比值分别为0.61和0.63，表明该系数可以用于标定前沿流速。试验结果可为冻土坡面与未冻土坡面水流动力过程研究提供参考