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188宝金博页面版: 生态型河道水流特性研究现状

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第 !" 卷增刊第 # 期%&’(!" )*++’,-,./ 0&(#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展2 8,59.&’&:; &< =4/,> ?,6&*>5,6!$$" 年 #$ 月@5/( !$$"1234.5,6 7. )57,.5, 4.!作者简介: 朱红钧 (#ABC —),男,江苏靖江人,硕士研究生,从事环境流体力学研究。 DE-47’: /75F;B"CG#!"( 5&-生态型河道水流特性研究现状朱红钧,赵振兴(河海大学环境科学与工程学院,江苏 南京!#$$AB)摘要: 针对生态型河道中植被用 于水质改善和美化景观时破坏了 原来河道中水体结构的问题, 回顾了 国内 外有植被河道水流特性的研究进程, 从试验模拟和数值模拟两方面总结分析已取得的研究成果, 认为水中植被的存在改变了 原来水流的运动特性, 并对影响水流特性的各种相关因 素进行分析探讨, 指出 目 前研究方法存在的局限性。 鉴于生态型河道水流问题的复杂性, 指出 实际工程中应综合考虑多 方面影响, 合理种植植被, 并对今后的研究进行展望。关键词: 生态型河道; 水流特性; 植被中图分类号: 8%#HC文献标识码: 1文章编号: #$$"!I"HI (!$$"))#!$#J"!$H!问题的提出河道中植被种类多、范围广,通常以沉水湿生的叶片草、浮游植物、 挺水植物和树木为主, 合适的植物可起到净化污水的作用。 如何使植被在生态型河道中净化水质的同时对水利和航运的影响最。 这是人们面临的主要问题, 也正是生产实际中出现的新问题。早在 #AHB 年, ?,,[#]在美国农业工程冬季会议上就提出河道中水草的覆盖会对行洪产生影响。 日本名古屋大学环境工程实验室[!]认为水生植被是河道的重要组成部分, 在保证行洪安全的同时还要考虑环境方面的 影响, 以求水资源的 最有效利 用。%,’465& 等[C]指出 在河道修复工程设计中必须充分认识到水流问题的复杂性, 其影响因素不仅来自 水流本身,还要考虑生态环境方面的要求,对有植被的河道进行水流动力 学 研究 尤 其重要。 8679>/7./K76等[H]提出湿地的修复也需要考虑水力特性方面的设计,如水流阻力系数的确定和阻力方程的采用。水中植被的存在改变了原先水流的运动特性,影响了水体结构, 降低了时均流速, 抬高了水位等,这虽然已经引起了人们的注意, 但有植被的河道水流特殊而复杂,颇多的影响因素 (如河道形状、底坡、植被种类、种植排列方式、种植密度、淹没状态等)给研究带来了困难。 !$ 世纪 B$ 年代后期开始, 陆续有学者根据实际需要针对具体情况开展研究工作,从而使人们对有植被的河道水流问题及其水流特性有了深入的了解。 但由于问题的复杂性, 对有植被河道的水流问题研究还是粗浅的, 有待于更深入的研究。"有植被河道水流的研究现状"(!对有植被河道的模型试验研究流经植被的水流, 其水流特性很大程度上取决于植被的类型、密度、淹没状态以及水流流速和水深等。 L4F.; 等[J]关于有植被渠道水流阻力特性的研究、=7’6&. 等["]对有无枝叶植被过流现象的对比以及针对不同形式淹没植被对明渠水流影响的研究、邱秀云等[I]关于植物 “柔性坝”的布置方式和种植密度对河渠水流的影响研究都很好地证实了该点。根据植被枝干的坚硬程度, 可将其分为刚性和柔性两类。 因刚性植被随水流摆动很。 不需考虑植被的弯曲,人们对刚性植被进行了大量研究,柔性植被的研究相比少些。 不过, 对淹没的草[B!#!]和柔性窄条[#C]及树冠[#H]的试验研究还是取得了一定的进展。 柔性植被受到大流速水流冲击会发生弯曲变形,并且在不同的流速和水位下会呈现不同的波动现象。 ?,, 等[A]指出当植被倒伏后, 看上去就像用梳子梳理过一样整齐, 因此流经柔性植被的渠道水流问题实质上是一个动边界的问题。 当植被弯曲时,边界糙率会降低很多,植被的抗弯曲程度取决于植被的柔韧度和密度。 然而, 先前的很多研究往往?"J#?水利水电科技进展, !$$", !" ( )#)!"#: $!J!BCIB"CCJ$%&’(#: )*G ++, - "., - /0+112: 33445 - ++, - "., - /0

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