漂浮植被水流的水力特性研究
发布时间：2020-12-19 15:43
漂浮植被广泛地存在于人造浮岛、湿地、天然河道以及湖泊当中,是河道景观和生态修复工程的重要组成部分,合理的配置漂浮植被不仅能够改善水质、维护生物物种的多样性,还能改善周边居民的生活环境。较沉水、挺水植被水流而言,漂浮植被水流的流动特性非常复杂,不同的区域可表现为多孔介质流动、明渠流动、管道流动和边界层流动的特性。以往研究多采用探入水中一定深度的刚性圆柱体来模拟漂浮植被以研究其水流运动特性,而对根系不发达的浮毯型植被盖形式的漂浮植被水流运动特性研究较少。本文采用仿真荷叶模拟不规则植被斑块或浮毯型植被盖,综合考虑植被、水体、风应力以及底壁的交互作用,采用理论推导与实验室试验相结合的方法研究漂浮植被水流的水动力学特性。在漂浮植被的影响下,水流结构和动量传输特性会发生明显变化,进而对水体中污染物和泥沙的输移扩散产生影响。文中采用水槽试验分别对不同雷诺数、不同宽深比、不同种群密度下漂浮植被对水流的剪切作用和紊动传输特性的影响进行了系统研究。受植被粗糙边界的影响,纵向流速的最大值出现在水体中部,雷诺应力和紊动强度最大值出现在植被盖附近。此外,水流结构不仅与植被覆盖率有关,还与植被形态和组合方式有关。...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２?－?１玻璃水槽试验系统??
?化）水槽循环系统示意图??图２?－?１玻璃水槽试验系统??２．１．２试验材料??天然状态下，漂浮植被多Ｗ不规则形状斑块（或浮毯）的形式出现，为了体现这种??天然布设形态，故本次试验选取仿真荷叶代表漂浮植被。Ａ组试验采用直径约为０．６ｍ??的微漏斗型仿真荷叶若干，入水深度约为５ｍｍ。Ｂ姐试验分别采用直径为２８ｃｍ，１８ｃｍ，??１０ｃｍ的仿真荷叶若干，并通过不同的组合方式来实现不同的覆盖率。荷叶形态如图２?－??２所示，其直径从左到右依次为０＝６０，?２８，?１８，?１０ｃｍ；仿真漂浮植被的覆盖率及姐合形式??如图２－３所示。由图可知，仿真荷叶的形状并非规则的圆形，为了更加精确的汁算植??被的覆盖面积，本文先用相机拍照，而后应用ＩｍａｇｅＪ２ｘ软件中的图像识别技术，根据??灰度差异来计算不同叶片组合情况下的覆盖面积
２丄３．１测速器材－ＡＤＶ??本次试验采用美国ＹＳＩ公司的Ｈ维超声波多普勒测速仪（ＳｏｎＴｅｋＡＤＶ）对漂浮植??被水流的瞬时流速（Ｍ，ｖ，ｗ）进行测量；仪器有向下探头和向上探头两种（图２－４）。每个??探头的采样点均位于探头正前方约５ｃｍ处，Ｗ减少探头对流场的干扰。在测量水体流??速时，探头必须全部淹没在水体中，而每个探头测量范围都有其局限性：向上探头无法??测到河床附近水体的流速，向下探头无法测得水体表层的流速。这就意味着要实现对流??速沿整个水深测量就必须采用上下探头相结合的方法进行。其中，向上探头用于测量中??上层水体的流速，向下探头用于测量中下层水体的流速。本仪器的采样频率范围为??！３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]香溪河河口处风生流数值模拟研究[J]. 唐磊,董壮,陈佳袁,张书华,陈辉,闫杰. 水电能源科学. 2016(10)
[2]象限分析法分析沉水植物促淤效应[J]. 庞翠超. 水利水运工程学报. 2016(03)
[3]基于边界层理论的高超声速飞行器滚动通道自适应滑模控制[J]. 金顾敏,奚勇,陈光山. 导航定位与授时. 2015(06)
[4]巢湖污染物输运特征及其受风力影响的数值研究[J]. 陈苑盈,刘青泉. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2015(10)
[5]含苦草水流紊流结构典型剖面的象限分析[J]. 张英豪,赖锡军,姜加虎. 水动力学研究与进展A辑. 2015(05)
[6]风应力对水流运动及摩阻特性的影响[J]. 张卓,宋志尧,郭飞,张东. 水动力学研究与进展A辑. 2015(04)
[7]浅水风生波特性实验研究[J]. 袁超哲,胡天群,尤云祥. 水动力学研究与进展A辑. 2014(05)
[8]Influence of artificial ecological floating beds on river hydraulic characteristics[J]. 饶磊,钱进,敖燕辉. Journal of Hydrodynamics. 2014(03)
[9]刚性沉水植被水流的流速垂向分布[J]. 王文雍,刘昭伟,陈永灿,朱德军. 四川大学学报(工程科学版). 2012(S2)
[10]滇池湖湾大水域种养水葫芦对水质的影响分析[J]. 王智,张志勇,韩亚平,张迎颖,王亚雷,严少华. 环境工程学报. 2012(11)
博士论文
[1]不同水生植物吸收去除水体氮效果及机理研究[D]. 方云英.浙江大学 2006
硕士论文
[1]浅水风生波、流特性的实验研究[D]. 袁超哲.上海交通大学 2014
[2]水生植物的生态和景观应用[D]. 储荣华.苏州大学 2010
[3]武汉市城市湖泊湿地植物多样性研究[D]. 宋广莹.华中农业大学 2008
[4]冰盖流水流结构的试验研究[D]. 史杰.石河子大学 2008
[5]凤眼莲生态型河道水流特性试验研究[D]. 朱红钧.河海大学 2007
[6]面源污染控制的前置库生态系统的构建技术研究[D]. 赵俊杰.河海大学 2005
本文编号：2926160
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２?－?１玻璃水槽试验系统??
?化）水槽循环系统示意图??图２?－?１玻璃水槽试验系统??２．１．２试验材料??天然状态下，漂浮植被多Ｗ不规则形状斑块（或浮毯）的形式出现，为了体现这种??天然布设形态，故本次试验选取仿真荷叶代表漂浮植被。Ａ组试验采用直径约为０．６ｍ??的微漏斗型仿真荷叶若干，入水深度约为５ｍｍ。Ｂ姐试验分别采用直径为２８ｃｍ，１８ｃｍ，??１０ｃｍ的仿真荷叶若干，并通过不同的组合方式来实现不同的覆盖率。荷叶形态如图２?－??２所示，其直径从左到右依次为０＝６０，?２８，?１８，?１０ｃｍ；仿真漂浮植被的覆盖率及姐合形式??如图２－３所示。由图可知，仿真荷叶的形状并非规则的圆形，为了更加精确的汁算植??被的覆盖面积，本文先用相机拍照，而后应用ＩｍａｇｅＪ２ｘ软件中的图像识别技术，根据??灰度差异来计算不同叶片组合情况下的覆盖面积
２丄３．１测速器材－ＡＤＶ??本次试验采用美国ＹＳＩ公司的Ｈ维超声波多普勒测速仪（ＳｏｎＴｅｋＡＤＶ）对漂浮植??被水流的瞬时流速（Ｍ，ｖ，ｗ）进行测量；仪器有向下探头和向上探头两种（图２－４）。每个??探头的采样点均位于探头正前方约５ｃｍ处，Ｗ减少探头对流场的干扰。在测量水体流??速时，探头必须全部淹没在水体中，而每个探头测量范围都有其局限性：向上探头无法??测到河床附近水体的流速，向下探头无法测得水体表层的流速。这就意味着要实现对流??速沿整个水深测量就必须采用上下探头相结合的方法进行。其中，向上探头用于测量中??上层水体的流速，向下探头用于测量中下层水体的流速。本仪器的采样频率范围为??！３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]香溪河河口处风生流数值模拟研究[J]. 唐磊,董壮,陈佳袁,张书华,陈辉,闫杰. 水电能源科学. 2016(10)
[2]象限分析法分析沉水植物促淤效应[J]. 庞翠超. 水利水运工程学报. 2016(03)
[3]基于边界层理论的高超声速飞行器滚动通道自适应滑模控制[J]. 金顾敏,奚勇,陈光山. 导航定位与授时. 2015(06)
[4]巢湖污染物输运特征及其受风力影响的数值研究[J]. 陈苑盈,刘青泉. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2015(10)
[5]含苦草水流紊流结构典型剖面的象限分析[J]. 张英豪,赖锡军,姜加虎. 水动力学研究与进展A辑. 2015(05)
[6]风应力对水流运动及摩阻特性的影响[J]. 张卓,宋志尧,郭飞,张东. 水动力学研究与进展A辑. 2015(04)
[7]浅水风生波特性实验研究[J]. 袁超哲,胡天群,尤云祥. 水动力学研究与进展A辑. 2014(05)
[8]Influence of artificial ecological floating beds on river hydraulic characteristics[J]. 饶磊,钱进,敖燕辉. Journal of Hydrodynamics. 2014(03)
[9]刚性沉水植被水流的流速垂向分布[J]. 王文雍,刘昭伟,陈永灿,朱德军. 四川大学学报(工程科学版). 2012(S2)
[10]滇池湖湾大水域种养水葫芦对水质的影响分析[J]. 王智,张志勇,韩亚平,张迎颖,王亚雷,严少华. 环境工程学报. 2012(11)
博士论文
[1]不同水生植物吸收去除水体氮效果及机理研究[D]. 方云英.浙江大学 2006
硕士论文
[1]浅水风生波、流特性的实验研究[D]. 袁超哲.上海交通大学 2014
[2]水生植物的生态和景观应用[D]. 储荣华.苏州大学 2010
[3]武汉市城市湖泊湿地植物多样性研究[D]. 宋广莹.华中农业大学 2008
[4]冰盖流水流结构的试验研究[D]. 史杰.石河子大学 2008
[5]凤眼莲生态型河道水流特性试验研究[D]. 朱红钧.河海大学 2007
[6]面源污染控制的前置库生态系统的构建技术研究[D]. 赵俊杰.河海大学 2005
本文编号：2926160
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/2926160.html
最近更新
教材专著
