非淹沒剛性植被對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于水質凈化、水生動植物保護以及河流和湖泊生態(tài)修復等具有重要的科學和實踐意義。本研究分別采用蘆葦桿和圓木棒為實驗材料研究非淹沒剛性植被密度和植被格局對水流阻力和水流能量特性的影響，提出了采用水面線計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傳統(tǒng)水面線計算公式進行了修正，并結合實驗數(shù)據(jù)對公式進行驗證，計算值與測量值誤差均較小，從理論和實驗上探討了植被與水流的相互作用機理。

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

3、，修正水面線計算公式計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;植被段長度和水流流量對n、ξ和nv的影響均不大。(3)水流流量對水流動能和湍動能均有影響，并且在植被段內部水流動能和湍動能均較大，因此植被段內的水流易于引起沉積物的起動和沖刷;植被會使得單位質量水流的平均動能在垂向的分布均勻化，植被內部湍動能的最大值出現(xiàn)在植被段長度為3m的情況下;渠道邊壁對水