式中K5为强度系数;K6为所规定的阈值。
以上方程式的特殊形式,曾经被卡尔逊(Carson)作了相应的发展,其函数内容可以从图6-39上加以说明。
向下坡方向的物质传输,只有当下列条件被满足时才可能发生:
Csinα>K6 (6.110)
而风化物质存在的厚度C与sinα的乘积,可以视为一个克服K6的阻力所必需的力,因此在模拟中对于把握此种阈值条件也是十分关键的。
(六)表面径流的产生
以前由冲刷引起剥蚀的经验研究和理论研究,都把坡长、距分水岭的距离以及支流面积的大小等,作为影响该过程强度的变量,这些参数也被用来作为表面流速率的表示函数。在理论模型中,
还包括了直接计算每一点上表面径流相对速率的子程序,它是该点所占据的支流面积的函数,同时也是在该支流面积内全部点子上不同入渗率累积效应的函数,当然也还是降雨持续时间的函数。
我们在前边已经引用了Ahnert所发表的平衡方程去估算每一点上的径流,并且实现了模拟的图示表达,这里就不再重复了。
(七)冲刷模拟
理论模型对于冲刷模拟的方程,基于如下早在1940年就已提出的经验方程:
R4=(K3 K4C)Dnsinpa (6.111)
式中R4为从表面上一个点所传输的风化物质数量;C为各处风化物质覆盖层的厚度;D为相对的径流流量;K3,K4均为常数;n,p为指数。
该式可以通过图6-40加以认识。
假如K4>0,则冲刷剥蚀将随着C的增加而增加,说明较厚的风化物质层比较薄的风化物质层更容易被冲刷。如果K4<0,说明厚层的风化物质具有着更大的障碍和阻力以抵抗冲刷剥蚀,这正如存在着一个表皮结壳、铺有卵石的表层或者有更密集生长的植被层那样的效应。而当K4=0,则C的任何效应均不存在了。
对方程6.111,一个特殊的兴趣是如何安排指数n和p的问题。经验研究指出,这两个指数均围绕着0.5变动,但是对于不同类型的物质材料及不同的表面阻力,具有不同的表面粗糙度和其它要素,相信对于n和p的取值范围会在一个相当宽广的数值域中变动。一般说来,指数越小,影响冲刷剥蚀强度的变化也越小。
(八)剥蚀过程与地貌效应的比较
应用不同的过程方程所进行的坡面形式的比较,揭示了某种相似性的存在。坡面形式的相似性,是与剥蚀过程方程在功能上或结构上的相似性一致的,至少也是可比的。这些方程仅仅证明了,剥蚀过程的变化是由某些基本的物理原理所制约的,它同时又许可建立一个统一的剥蚀方程:
R0=(K8 K9C)(CuDvsinwa-K10) (6.112)
从而使得理论模型进入一个较高水平的综合状况。其应用当然要考虑所引入的系数和指数,它们既可以简化为常数输入,也可以在更复杂的情形下,以变量的形式参与计算和模拟。