植物河道的模擬技術(shù)與穩(wěn)定河相關(guān)系研究.pdf

1、隨著生態(tài)環(huán)境的惡化,人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),以及我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出,生態(tài)型河流的構(gòu)建越來(lái)越受到人們的重視和推崇。生態(tài)型河流的發(fā)展,不僅滿(mǎn)足了流水行洪這一最基本的工程作用,而且具有環(huán)保、美化景觀的功效。
　　 本文通過(guò)物理模型試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬等研究方法,揭示了河道植物群落對(duì)水流的作用機(jī)理、植物根系影響程度、河道泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律和穩(wěn)定河相關(guān)系,拓寬了前人對(duì)于植物河道的研究思路。
　　 物理模型試驗(yàn)著重研究了植物根系對(duì)邊

2、灘坡面固土抗沖性的影響。試驗(yàn)植物選擇了麥冬草、蘆葦和蒿草三種天然植物,測(cè)取了水流、地形、根系形態(tài)和沖刷量,得到了根系發(fā)達(dá)、最大根面積比率大、分布深的植物對(duì)于灘坡的固土護(hù)岸作用大且范圍廣,土體抗沖刷能力強(qiáng)的結(jié)論。同時(shí),還得出了根系的縱深分布一般公式。
　　 為了揭示上述試驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì),提出植物根系作用力表達(dá)式,對(duì)植物河道內(nèi)的坡面泥沙起動(dòng)流速、泥沙輸移規(guī)律以及坡面地形調(diào)整進(jìn)行了相應(yīng)的理論推導(dǎo),得到了考慮植物作用力因子在內(nèi)的各項(xiàng)表達(dá)式

3、。根據(jù)起動(dòng)流速,提出了臨界坡面,并推導(dǎo)了其計(jì)算關(guān)系。探討了植物根系作用力因子的確定方法,指出了根系作用力因子和根系面積比率的關(guān)系。
　　 借助有限差分和龍格庫(kù)塔數(shù)值方法,利用MATLAB語(yǔ)言編寫(xiě)程序求解上述理論問(wèn)題,并通過(guò)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證了理論推導(dǎo)。臨界坡面的求解結(jié)果顯示了河道斷面發(fā)展趨向穩(wěn)定時(shí)的一個(gè)雛形。
　　 仙農(nóng)熵理論的引入,提供了除基于力學(xué)理論方法外的另一種解釋河床演變規(guī)律的方法。利用這種方法,推導(dǎo)了考慮植物根