植物對河道水流特性的影響研究.pdf

1、隨著人們對生態(tài)型河道建設(shè)意識的提高，植物在河道護岸和生態(tài)修復(fù)工程中得到越來越多的應(yīng)用。在河道中種植植物，有利于凈化水質(zhì)，固灘護岸，美化環(huán)境。但是河道中植物的存在也增加了河道水流阻力，降低了河道的行洪能力。因此很有必要對含植物河道水流特性進行研究。
　　本文通過分析國內(nèi)外學(xué)者對含植物河道水流的研究成果和不足，利用理論分析和數(shù)值模擬兩種方法對含柔性植物的河道水流和含剛性植物的河道水流進行研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　（1）

2、提出了一種植物對河道水流拖曳力計算的通用公式?？偨Y(jié)前人學(xué)者對含植物河道水流流速垂線分布的經(jīng)驗公式和解析公式，通過公式的推導(dǎo)，找出植物對河道水流阻力大小的影響因素，建立常規(guī)的河道模型，推導(dǎo)出了植物對河道水流拖曳力計算的通用公式。
　?。?）耦合RNG k-ε模型和VOF模型，對含柔性沉水植物河道的水力特性進行三維數(shù)值模擬研究。將柔性沉水植物區(qū)域簡化為多孔介質(zhì)區(qū)域，以多孔介質(zhì)模型來模擬柔性植物對河道水流的影響，以植物帶前后壓強差結(jié)合孔

3、隙率確定多孔介質(zhì)模型的滲透率。模擬結(jié)果給出了河道沿程水位曲線、流速和紊動強度等參數(shù)的垂線分布。將數(shù)值模擬結(jié)果和試驗實測結(jié)果進行了對比，兩者吻合較好。
　　（3）以單邊復(fù)式河道為研究對象，通過三維數(shù)值模擬研究在灘地上種樹對復(fù)式河道水流特性的影響。采用RNG k-ε雙方程湍流模型，VOF法對河道水面進行跟蹤，只考慮樹干對水流的影響，將樹干簡化為順直圓柱體，在水流的作用下不發(fā)生變形和擺動，對河道水流進行三維數(shù)值模擬。分析結(jié)果給出了灘地和