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实验分析坡面薄层水流水力学特性实验目的坡面薄层水流是指由降雨或融雪而形成,在重力作用下沿坡面表层流动的一种浅而分散,较为均匀的水流。薄层水流中径流形态、流量、流速以及地表坡度是水动力学特性的重要参数，且相互之间关系密切，分析其水动力学特性，有助于认识土壤侵蚀的动力机制，也为建立土壤侵蚀过程物理模型奠定基础。本实验主要进行人工模拟径流水槽中水流流速的测定，并探讨各参数间的定量关系。实验装置（1）长3.8m、宽0.2m的钢制变坡水槽，坡度在5度~25度之间变化，水槽顶端另有规格大小为0.4m*0.2m*0.4m稳水箱。（2）潜水泵，带头阀门的径流管；（3）台秤；（4）温度计，秒表，径流桶；（5）高锰酸钾试剂，胶头滴管等实验内容实验流量为0.2,0.4,0.6,0.8L/s。坡度为5度，10度，15度，20度。(1)用高锰酸钾测定不同流量及不同坡度下最大径流表面流速，乘以系数0.75获得平均流速；(2)定量描述不同流量及坡度下平均径流水深；(3)计算雷诺数确定不同流量及坡度水流流态；(4)了解水流剪切力，属留功率等水动力参数的计算；(5)通过回归分析，定量描述平均水流速率与坡度和流量间关系。公式计算（1）径流水深:（2）雷诺数：η为运动粘滞系数（cm^2/s）,η=0.01775/（1+0.0337t+0.00022lt^2）（3）水流剪切力，水流功率，单位水流功率式中：τ（pa）为水流剪切力，ρ（kg·m^-3）为水流速度，g（m·s^-2）为重力加速度，h(m)为径流水深，S为坡度的正切值。ω（kg·m^-3）为水流功率，V（m/s）为平均流速，P（m/s）为单位水流功率实验结果及数据处理：分析：1.相同坡度下，流量越大，流速越大，径流水深越大，雷诺数增大，水流剪切力增大，水流功率增加，单位水流功率增加。流量与其他参数之间呈正相关。2.相同流量下，坡度越大，流速越大，径流水深降低，雷诺数变化不大，水流剪切力增大，水流功率增加，单位水流功率增加。