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有植被的河道水流试验研究

王忖  
【摘要】: 近来,流经植被的水流的运动特性,正在逐渐引起人们的注意。水中植被 的存在抬高了河道水位,改变了河道水流的结构,减小了河道水流的平均流速, 在促进地貌稳定的同时,也使河道的行洪能力降低。但是,到目前为止,植被的 存在对河道水流的影响仍处于研究阶段。因此,有必要对有植被的河道水流问题 进一步探讨。 本文较系统地总结了前人对有植被的河道水流问题的研究成果,将有植被的 河道水流问题分为两大类:(1)流经柔性植被的河道水流问题,(2)流经刚性植 被的河道水流问题,本文分别进行试验研究。主要研究内容如下: 1.对流经柔性植被的河道水流进行了试验研究。利用三维超声波多普勒流速仪 (ADV)量测不同位置、不同流量下的瞬时流场。分析了测点位置和水深与 植被高度比对时均流速分布的影响。本文还给出了种树段紊动强度及雷诺应 力的垂线分布。分析其水力特性和所测流速分布,推导出新的垂线流速分布 表达式。根据力的平衡建立了一个一维简单模型分析植被对水流的阻力。 2.在前人研究的基础上对河滩上种有树木的复式断面渠道的水流特性进行了 试验研究,着重分析了滩地种树密度、排列方式对水流的影响。 3.采用ADV对滩地种树前后滩槽交界区域的流速场进行了量测。分析了滩槽交 界区域的垂线流速、紊动强度和雷诺应力的变化。将滩槽交界的动量传递描 述为一表观应力,这个表观应力可以看作是交界面处的脉动函数并将其定量 化。


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