裸露地表土壤风蚀及其电场数值模拟

摘要：

土壤风蚀及电场机理研究是认识其灾害本质，进而实现有效防治的基础。采用颗粒流体动力学方法，建立裸露地表土壤风蚀的气-固耦合模型，并基于水的电离理论，建立了运动土壤颗粒碰撞带电模型。数值计算结果不仅从理论上再现了裸露地表土壤风蚀的发生、发展及达到动态稳定的过程，而且定量分析了土壤风蚀过程颗粒的带电特性及其产生的风蚀电场。在风-颗粒相互耦合作用下，裸露地表土壤颗粒的风蚀过程最终达到动态稳定，土壤风蚀量随高度呈指数规律递减，且贴近地表层风蚀量较大。土壤颗粒在运动中的碰撞使得颗粒发生带电现象，粒径较大颗粒带正电，粒径较小颗粒带负电；由带电土壤颗粒产生的风蚀电场强度随高度减小，且在风蚀过程中逐渐增强，在风蚀达到动态平衡时风蚀电场趋于稳定。本文综合考虑了风-土壤-电场的土壤风蚀过程，这将为建立更加符合实际、较为全面的土壤风蚀模型提供理论基础。

关键词：土壤风蚀、电场、气-固耦合、数值模拟

分类号：P954;O242.1(环境地理学)

资助基金：河南省重点学科509919;河南省高等学校重点学科开放实验室开放基金2013KF-01

在线出版日期：2015-07-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：439-446