本文關(guān)鍵詞： 植被群 尾流 體積分?jǐn)?shù) 動(dòng)床 定床　出處：《工程科學(xué)與技術(shù)》2017年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為研究河道中植被群的存在及床面糙率對(duì)植被群上下游的水流特性產(chǎn)生的影響,分別設(shè)計(jì)動(dòng)床與定床情況下的試驗(yàn),試驗(yàn)中采用木質(zhì)圓柱模擬植株組成疏密不同的非淹沒圓形植被群。通過研究含植被群水流的流速和紊動(dòng)動(dòng)能的分布,分析植被群上游水流調(diào)整長(zhǎng)度和尾流的形成與發(fā)展過程。試驗(yàn)研究表明:當(dāng)植被群的直徑不變時(shí),植被群上游的水流調(diào)整長(zhǎng)度與植被群的密度無關(guān),在該試驗(yàn)條件下,床面糙率對(duì)其影響可以忽略;提出體積分?jǐn)?shù)φ作為綜合表征植被群密度與植被群直徑的參數(shù),比較床面糙率與體積分?jǐn)?shù)φ對(duì)完整尾流長(zhǎng)度的貢獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)植被群后形成的完整尾流長(zhǎng)度L的大小主要與體積分?jǐn)?shù)φ值有關(guān),且φ值越大L值就越小;植被群后的流速分布主要受床面糙率和體積分?jǐn)?shù)φ值影響,穩(wěn)定尾流長(zhǎng)度L1的形成主要與φ值有關(guān),并且在φ=6%附近,L1/D出現(xiàn)最大值;植被群后的尾流結(jié)構(gòu)中一般會(huì)出現(xiàn)2個(gè)紊動(dòng)動(dòng)能的波峰,其位置主要受植被群的密度及床面糙率影響。由于植被群密度的不同,尾流結(jié)構(gòu)中水體的能量交換和橫向剪切層的發(fā)展也不相同,這是影響植被群后的流速恢復(fù)至正常流速的位置和穩(wěn)定尾流形成的主要因素。本文所得結(jié)果可為進(jìn)一步分析不同床面糙率下水流與植被的相互作用提供參考。
[Abstract]:In order to study the existence of vegetation groups and the effect of bed roughness on the flow characteristics of the upper and lower reaches of the vegetation groups, the experiments of moving bed and fixed bed were designed respectively. In the experiment, wood columns were used to simulate plants to form non-submerged circular vegetation groups with different density. The distribution of flow velocity and turbulent kinetic energy was studied. This paper analyzes the formation and development process of water flow adjustment length and wake flow in the upper reaches of vegetation group. The experimental study shows that when the diameter of vegetation group is constant, the water flow adjustment length of upstream vegetation group is independent of the density of vegetation group. Under the experimental conditions, the effect of bed roughness on it can be neglected. Volume fraction 蠁 is used as a parameter to characterize the density and diameter of vegetation group, and the contribution of bed roughness and volume fraction 蠁 to the complete wake length is compared. It is found that the size of the complete wake length L is mainly related to the volume fraction 蠁, and the larger the 蠁 value is, the smaller the L value is. The velocity distribution after vegetation group is mainly affected by the roughness of bed surface and volume fraction 蠁. The formation of stable wake length L1 is mainly related to 蠁 value, and the maximum value of L ~ (1 / D) appears in the vicinity of 蠁 ~ (6%). There are usually two peaks of turbulent kinetic energy in the wake structure of vegetation group, the location of which is mainly affected by the density of vegetation group and roughness of bed surface, because of the different density of vegetation group. The energy exchange and the development of transverse shear layer in the wake structure are also different. This is the main factor that affects the position of velocity returning to normal velocity and the formation of steady wake after vegetation swarm. The results obtained in this paper can provide a reference for further analysis of the interaction between water flow and vegetation under different bed roughness.
【作者單位】： 四川大學(xué)水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護(hù)國家重點(diǎn)試驗(yàn)室;山東省淮河流域水利管理局規(guī)劃設(shè)計(jì)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目(51539007);國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51479128)
【分類號(hào)】：TV133
【正文快照】： 植被的生長(zhǎng)與分布是河流系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分,研究植被與水流的相互作用具有重要意義。例如,河流中的植被為一些生物提供的生境就與弗勞德數(shù)有關(guān)[1];水生植物會(huì)影響水流結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響水體污染物的擴(kuò)散能力與方式[2];水流與植被的相互作用影響了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸移,在漫灘水流

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本文編號(hào)：1461691