非淹沒剛性植被對(duì)水流阻力和水流能量特性影響的研究.pdf

1、研究植被與水流的相互影響對(duì)于水質(zhì)凈化、水生動(dòng)植物保護(hù)以及河流和湖泊生態(tài)修復(fù)等具有重要的科學(xué)和實(shí)踐意義。本研究分別采用蘆葦桿和圓木棒為實(shí)驗(yàn)材料研究非淹沒剛性植被密度和植被格局對(duì)水流阻力和水流能量特性的影響，提出了采用水面線計(jì)算公式來估算水流阻力的方法，通過引入單株植物的能量損失系數(shù)ξ和分解水力半徑的方法分別對(duì)傳統(tǒng)水面線計(jì)算公式進(jìn)行了修正，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)公式進(jìn)行驗(yàn)證，計(jì)算值與測(cè)量值誤差均較小，從理論和實(shí)驗(yàn)上探討了植被與水流的相互作用機(jī)理。

2、
　　結(jié)果表明，(1)植被密度和植被段的長(zhǎng)度對(duì)水流總能量、水流動(dòng)能、斷面單位能量和斷面單位動(dòng)量均有影響，水流能量損失隨著植被密度的增大而顯著增大，而植被段長(zhǎng)度的改變對(duì)單位距離內(nèi)水流能量的損失值影響較小。(2)修正后的水面線計(jì)算公式的計(jì)算精度比傳統(tǒng)法的計(jì)算精度高，分解水力半徑修正法的計(jì)算精度在格局實(shí)驗(yàn)中比引入單株植物的能量損失系數(shù)ξ修正法的計(jì)算精度高;密度實(shí)驗(yàn)中，總曼寧系數(shù)n在植被密度為202株/m2時(shí)取得最大值，最大值為0.131

3、，修正水面線計(jì)算公式計(jì)算得到的單株植被能量損失系數(shù)ξ和植被糙率系數(shù)nv均在植被密度為108株/m2取得最大值，最大值分別0.00012和0.21;植被段長(zhǎng)度和水流流量對(duì)n、ξ和nv的影響均不大。(3)水流流量對(duì)水流動(dòng)能和湍動(dòng)能均有影響，并且在植被段內(nèi)部水流動(dòng)能和湍動(dòng)能均較大，因此植被段內(nèi)的水流易于引起沉積物的起動(dòng)和沖刷;植被會(huì)使得單位質(zhì)量水流的平均動(dòng)能在垂向的分布均勻化，植被內(nèi)部湍動(dòng)能的最大值出現(xiàn)在植被段長(zhǎng)度為3m的情況下;渠道邊壁對(duì)水