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188宝金博页面版: 有植被河道的水力特性研究

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文档格式:PDF | 页数:4 | 浏览次数:218 | 上传日期:2013-10-15 15:04:46 | 文档星级:
第 !" 卷第 " 期%&’(!" )&("! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展!##" 年 $! 月>0/( !##"*+,-./01 2. 3/20./0 -.+ 40/5.&’&6!7 &8 9-:0; <01&=;/01作者简介: 徐惠芬 ($?@$ —),女,浙江东阳人,硕士研究生,从事流体力学研究。 ABC-2’:DE$#DFGEHII( /&C有植被河道的水力特性研究徐惠芬,赵振兴,韩璐(河海大学环境科学与工程学院,江苏 南京!$##?@)摘要: 利用 三维超声 波多 普勒流速仪 ( *>%)量测有植被时水槽不同 测点位置的瞬时流场。 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。 试验结果表明 植被层上下水流结构复杂,柔性植被的存在使垂线流速降低, 所测得的流速分布在植被层顶部附近呈现 “ J ”形状, 在植被区域内 部流速分布近似为 “E”形。 分析了 植被区水流紊动强度和雷诺应力的垂线分布情况。 水流紊动强度和雷诺应力在植被区域的上层相对较大, 说明在该处发生着剧烈的质量和动量交换以及很强的剪切作用 。关键词: 有植被河道; 河道水力特性; 垂线流速分布; 水流紊动强度中图分类号: KED; 4%$E$ ("D文献标识码: *文章编号:$##"!G"FG (!##")#"!##!F!#F!"#$%&’() )*%$%)+,$(-+() ./ $(0,$ )*%11,’- ).0,$,# 2(+* 0,3,+%+(.144LM N=2B80., ON*K O50.BP2.6, N*) Q= ( !"##$%$ "&’()*+"(,$(-.# /0*$(0$ .(1 ’(%*($$+*(%, 2"3.* 4(*)$+5*-6, 7.(8*(% !$##?@, !3*(.)56-+$%)+: * E> -/&=1:2/ >&RR’0; ,0’&/2C0:0;(*>%) 21 =10+ :& C0-1=;0 :50 2.1:-.:-.0&=1 8’&S 820’+1 -: +2880;0.: C0-1=;0C0.:R&2.:1 2. - 8’=C0 /&,0;0+ S2:5 ,060:-:2&.( 450 2.8’=0./01 &8 ’&/-:2&.1 &8 C0-1=;0C0.: R&2.:1 -.+ :50 ;-:2& &8 :50 S-:0; +0R:5 :& :5050265: &8 ,060:-:2&. &. :50 +21:;2T=:2&. &8 :2C0 -,0;-60 8’&S ,0’&/2:7 -;0 -.-’7U0+( 3&C0 /&./’=12&.1 -;0 +;-S.: :50 8’&S 1:;=/:=;021 /&CR’2/-:0+ 2. :50 ’-70; &8 ,060:-:2&.; :50 0P21:0./0 &8 8’0P2T’0 ,060:-:2&. +0/;0-101 :50 8’&S ,0’&/2:7 2. ,0;:2/-’ +2;0/:2&.; :508’&S ,0’&/2:7 +21:;2T=:2&. /-’/=’-:0+ .0-; :50 :&R &8 :50 ,060:-:2&. ’-70; 15&S1 - “ J ”B15-R0 -.+ 2: +0C&.1:;-:01 - “E”B15-R0 S2:52.:50 ;062&. &8 ,060:-:2&.( V&;0&,0;, :50 +21:;2T=:2&.1 &8 :=;T=’0./0 2.:0.12:7 -.+ <07.&’+1 1:;011 &8 S-:0; 8’&S 2. :50 ,0;:2/-’+2;0/:2&. 2. :50 ;062&. &8 ,060:-:2&. -;0 -.-’7U0+, -.+ :50 ;01=’: 15&S1 :5-: :507 -;0 ;0’-:2,0’7 ’-;60 2. :50 =RR0; ’-70; &8 :521;062&., +0C&.1:;-:2.6 :5-: 820;/0 I=-’2:7 -.+ C&C0.:=C 0P/5-.60 -.+ 5265 150-; 1:;011 &//=; -: :521 ;062&.(7," 2.$#-: ;2,0; /5-..0’ /&,0;0+ S2:5 ,060:-:2&.; 57+;-=’2/ /5-;-/:0;21:2/ &8 ;2,0; /5-..0’; 8’&S ,0’&/2:7 2. ,0;:2/-’ +2;0/:2&.;:=;T=’0./0 2.:0.12:7 &8 S-:0; 8’&S许多河流或多或少被植被所覆盖, 因而在人们了解河道时植被是个关键因素;同时,在防洪和水资源利用上,植被也起着重要作用,所以了解河道中植被对水流的作用是很有必要的。 过去, 人们认为明渠中的植被对水流产生附加的阻力, 从而增加河床的糙率,因此,生长在河岸或滩地上的植被, 无论是淹没或是非淹没状态下的, 通常都被认为是使水流产生巨大能量损失的直接原因。 W&S-.[$]和 W5&S[!]首先提出了解决方法,对于由草、灌木丛或树木引起的附加形式的阻力,推荐了曼宁糙率系数的值。生长在河道里或滩地上的植被对水流的水力特性有很大的影响, 比如平均速度、 雷诺应力分布、 阻力系数及紊动强度等。 明渠中的植被增强了紊流,从而增加了水流的能量损失并施加拖曳力阻碍水流运动。 流经植被的水流, 其水流特性很大程度上取决于植被的种类和密度,以及水流的速度和水深。作为比较前沿的研究课题, 王忖[E]进行了有植被的河道水流试验研究, 对流经柔性植被的水流水力特性进行了分析。 本文在此基础上进一步研究流经柔性植被时水流的时均流速、紊动强度、雷诺应力的分布情况。8试验设备及水力条件本试验在河海大学水力学及流体力学实验室完成。 试验水槽长 GX@ C、宽 #XE C,在水槽底部铺打了孔的 Y%W 板,用来种植植被。 植树带长 !XD C, 共分$$ 排,排与排之间间隔 !D /C,每排又分 " 格,格与格之间间隔 D /C。 可以根据不同的排列方式来安插植被。 试验材料采用仿真模型树, 树高 $DX" /C, 树冠的最大宽度为 $# /C, 与实际尺寸近似为 $ Z $。 模型树采用交错布置模式, 图 $ 给出了交错布置方式中的株距、 行 距 及 测 点 位 置。 试 验 水 槽 的 底 坡 为?F!?水利水电科技进展, !##", !" ( ")9$#: #!D!@EG@"EED’:,.*#: 8;H 33< = $1< = 0(3-->: ??@@A = 33< = $1< = 0(

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