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    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：179 | 上传日期：2013-10-15 18:13:50 | 文档星级：
    第 !" 卷第 # 期&’()!" *’)#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展!$$" 年 %! 月?10) !$$"+,-./012 3/ 4031/01 ./, 5106/’(’7!8 ’9 :.;1< =12’><012基金项目 ： 新世纪优秀人才支持计划项目 （*@A5!$B!$BCB）；国家自然科学基金 （D$B"C$#E）作者简介： 吕升奇 （%C"#—），男，河南南阳人，博士研究生，从事泥沙输移理论及河流模拟研究。 AFG.3(： 0/H(-2IJ66>) 1,>) 0/有无植物条件下明渠水流紊动特性对比吕升奇，唐洪武，闫静（河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京!%$$CE）摘要： 在可变坡水槽中， 模拟了 带枝杈植物对明 渠水流的干扰作用 ， 借助超声 多 普勒流速仪 （ +?&）测量了 不同 水深下垂线不同 测点的瞬时流速， 计算了 各测点的三维时均流速、脉动强度及雷诺应力等紊动参数， 通过与无植物干扰的明渠均匀 流紊动特性进行对比， 分析植物对水流紊动参数的影响规律。 试验结果表明： 在有植物明渠水流中， 时均流速呈三区分布特征； 脉动强度及雷诺应力均在植物顶部附近出 现最大值； 脉动强度明显增大， 在 K 个方向上趋于接近； 可以用 植物顶部以上的雷诺应力分布推求摩阻流速。关键词： 水流紊动； 明渠水流； +?&； 流速分布； 有植物明渠文献标识码： +中图分类号： 5&%KK文章编号：%$$#!"#B" （!$$"）$#!$$#B!$D!"#$%&’(") "* +,&-,./)0/ 01%&%0+/&’(+’0( "* 2%+/& *."2 ’) "$/) 01%))/.( 2’+1 %)3 2’+1",+ 4/5/+%+’")(66LMN 461/7FI3，5+*O P’/7FQ>， R+* S3/7 （ !"#"$ %$& ’#()*#")*& )+ ,&-*).)/&01#"$* 2$3)4*5$3 #6- ,&-*#4.75 86/76$$*76/， ,)9#7 :67;$*37"&，<#6=76/ !%$$CE， >976#）7-(+&%0+： 561 3/;1<91<1/012 ’9 -171;.;3’/2 Q3;6 9’<T2 3/ Q.;1< 9(’Q 3/ ’U1/ 06.//1(2 Q1<1 23G>(.;1, 3/ . 9(>G1 Q3;6 -.<3.V(12(’U12) 561 3/2;./;./1’>2 9(’Q -1(’03;8 .; ,3991<1/; ’V21<-.;3’/ U’3/;2 ’9 ,3991<1/; Q.;1< ,1U;62 Q.2 G1.2><1, Q3;6 +?&， ./, ;61;><V>(1/01 U.<.G1;1<2， 3/0(>,3/7 ;61 K? G1./ -1(’03;8， ;61 ;><V>(1/01 3/;1/23;8， ./, ;61 =18/’(,2 2;<122， .; ,3991<1/; ’V21<-.;3’/U’3/;2 Q1<1 0.(0>(.;1,) 561 0’GU.<32’/ ’9 ;61 0.(0>(.;1, <12>(;2 Q3;6 ;61 ;><V>(1/01 06.<.0;1<32;302 ’9 >/39’<G 9(’Q Q3;6’>;-171;.;3’/2 26’Q2 ;6.;， Q3;6 -171;.;3’/2 3/ Q.;1< 9(’Q， ;61 ,32;<3V>;3’/ ’9 G1./ -1(’03;8 0’>(, V1 ,3-3,1, 3/;’ K <173’/2， ;61G.W3G>G ;><V>(1/01 3/;1/23;8 ./, =18/’(,2 2;<122 ’00>< /1.< ;61 ;’U ’9 -171;.;3’/2， ./, ;61 ;><V>(1/01 3/;1/23;8 32 7<1.;(83/0<1.21, 3/ K ,3<10;3’/2 Q3;6 .(G’2; ;61 2.G1 -.(>1) X; 32 .(2’ 0’/0(>,1, ;6.; ;61 9<30;3’/ -1(’03;8 0./ V1 ’V;.3/1, V8 ;61 =18/’(,22;<122 ,32;<3V>;3’/ .V’-1 ;61 -171;.;3’/2)8/9 2"&3(： 9(’Q ;><V>(1/01； Q.;1< 9(’Q 3/ ’U1/ 06.//1(； +?&； 9(’Q -1(’03;8 ,32;<3V>;3’/； -171;.;1, ’U1/ 06.//1( 9(’Q明渠水流中含有水生植物是一种常见而复杂的问题，水生植物本身种类繁多、 形态各异， 其生长高度、密度、干枝叶的刚度都不同程度地干扰着水流紊动结构。 美国早在 %C!# 年就开始了对水生植物阻力特性的研究， @’’T Y @’GUV1((［%］， Z’>Q1/ 等［!!K］及[1;<8T 等［B］相继根据野外观测资料或水槽试验， 研究了有植物渠道中曼宁系数 6 和阻力系数 >?的确定方法，可以用于渠道的水量计算和设计。 Z’>Q1/等［!!K］， O’><(.8［D］， A3FP.T3G 等［#］及 @.<’((’ 等［"］利用水槽试验研究了柔性及刚性植物对水流流速分布影响的规律。 我国研究者进行有植物水流特性的研究起步较晚， 黄本胜等［E］及石月 珍等［C］研究了河滩种树对河道行洪影响程度的计算方法， 时钟［%$］、 邱秀云等［%%］、倪汉根等［%!］进行了 有植物水流的水槽试验，主要分析水流中植物的阻水特性和纵向流速分布特性。 总结前人的试验， 发现对有植物水流中流速的测量以植物顶部附近及以上部位为主，而对植物内部区域及近壁面的水流测量很少进行，对水流紊动特性的分析也以纵向为主，对横向和垂向的紊动特性很少研究。 在有植物水流中， 由于植物对水流的扰动，水流表现出很强的三维运动特性， 有必要进行三维测量。 本文用带枝杈的塑料植物模拟水生植物，借助超声多普勒流速仪 （+?&）测量了不同水深下垂线不同测点的瞬时流速，与无植物干扰的明渠均匀流紊动参数进行对比，分析有植物水流中三维紊动参数的变化规律。:明渠均匀流基本理论:;:流速分布Z>1(17./ 等［%K］提出了宽浅明渠均匀流中纵向流?B#?水利水电科技进展， !$$"， !" （ #）@$.： $!D!EK"E#KKD80A#7.： =BJ 994 C $-4 C 569""D： EEFF( C 994 C $-4 C 56

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