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)保意識的增強,以及我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出,生態(tài)型河流的構(gòu)建越來越受到人們的重視和推崇。生態(tài)型河流的發(fā)展,不僅滿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。
　　 本文通過物理模型試驗、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水流的作用機理、植物根系影響程度、河道泥沙運動規(guī)律和穩(wěn)定河相關(guān)系,拓寬了前人對于植物河道的研究思路。
　　 物理模型試驗著重研究了植物根系對邊

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

3、。根據(jù)起動流速,提出了臨界坡面,并推導了其計算關(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塔數(shù)值方法,利用MATLAB語言編寫程序求解上述理論問題,并通過與試驗數(shù)據(jù)對比驗證了理論推導。臨界坡面的求解結(jié)果顯示了河道斷面發(fā)展趨向穩(wěn)定時的一個雛形。
　　 仙農(nóng)熵理論的引入,提供了除基于力學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,推導了考慮植物根