刚性和柔性模拟植被对河道水流特性的影响
发布时间:2021-10-24 23:48
植被在水生态系统中起到非常重要的作用,它为水生动植物及微生物提供生境,净化水质,也是维护水生态系统及其物种多样性的基础。本文选用均匀圆木棒模拟刚性挺水植被,柔性塑料羽毛模拟柔性沉水植被,在70L/s、80L/s、90L/s三个流量和54株/m2、108株/m2、202株/m2三种植被密度下,采用声学多普勒流速仪(ADV)和ABF2-2地形测量系统分别采集了9个横断面和3个纵断面的水流流速分布以及5个纵断面的沿程水深变化进行实验数据采集,研究了刚性-柔性植被、柔性-刚性植被、柔性植被对河道水深沿程分布,水流流速分布及相对紊流强度的影响。结果表明:(1)对于各沿程水深,由于受到植被的阻力作用,在植被段前水深逐渐升高,基本在5m断面处达到最高点,当水流进入植被段后,随着植被的阻力下降,水深逐渐下降,大约在9m断面以及9m断面后达到极小值点,且柔性植被的阻水效果高于刚性植被。(2)对于流速分布,在边壁纵断面由于受到边壁阻力的影响,流速小于另外两个断面,植被密度对沿程流速分布的影响远大于流量的影响。由于边壁阻力的影响,边壁纵断面的垂向流速小于另外两个断面。(3)在植被段前,相对紊流强度变化较为平...
【文章来源】:华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:78 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究动态
1.2.1 柔性河道植被的研究
1.2.2 刚性河道植被的研究
1.3 本文研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验装置
2.1.1 多普勒超声波流速仪
2.1.2 ABF2-2二维地形测量系统
2.2 模拟植被及其格局
2.2.1 模拟材料
2.2.2 植被格局
2.3 实验工况与测点布设
2.3.1 实验工况
2.3.2 断面与测点的布设
2.4 计算方法
2.4.1 流量的计算方法
2.4.2 雷诺数和弗雷德数的计算方法
2.4.3 相对紊流强度的计算方法
第三章 刚性-柔性植被河道水力学特性的研究
3.1 引言
3.2 沿程水深的变化
3.3 流速分布
3.3.1 纵向流速分布
3.3.2 垂向流速垂向分布
3.4 刚性-柔性植对河道水流紊流强度的影响
3.4.1 刚性-柔性植被河道边壁之间相对紊流强度的沿程变化
3.4.2 刚性-柔性植被河道中线相对紊流强度的沿程变化
3.4.3 刚性-柔性植被河道中线与边壁之间相对紊流强度的沿程变化
3.5 本章小结
第四章 柔性-刚性植被河道水力学特性的研究
4.1 引言
4.2 沿程水深的变化
4.3 流速分布
4.3.1 纵向流速分布
4.3.2 垂向流速垂向分布
4.4 柔性-刚性植被对河道水流紊流强度的影响
4.4.1 柔性-刚性植被河道边壁相对紊流强度的沿程变化
4.4.2 柔性-刚性植被河道中线相对紊流强度的沿程变化
4.4.3 柔性-刚性植被河道中线与边壁之间相对紊流强度的沿程变化
4.5 本章小结
第五章 柔性植被河道水力学特性的研究
5.1 引言
5.2 沿程水深的变化
5.3 流速分布
5.3.1 纵向流速分布
5.3.2 垂向流速垂向分布
5.4 柔性植被种群对河道水流紊流强度的影响
5.4.1 柔性植被河道边壁相对紊流强度的沿程变化
5.4.2 柔性植被河道中线相对紊流强度的沿程变化
5.4.3 柔性植被河道中线与边壁之间相对紊流强度沿程变化
5.5 本章小结
第六章 问题与展望
第七章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
攻读硕士学位期间参加的科研工作
致谢
【参考文献】:
期刊论文
[1]河流水质净化技术及生态修复[J]. 张建平. 河南水利与南水北调. 2009(10)
[2]MATHEMATICAL MODEL FOR THE FLOW WITH SUBMERGED AND EMERGED RIGID VEGETATION[J]. HUAI Wen-xin, CHEN Zheng-bing, HAN Jie State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China ZHANG Li-xiang Department of Engineering Mechanics, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650051, China ZENG Yu-hong State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China. Journal of Hydrodynamics. 2009(05)
[3]FLOW STRUCTURE AND SEDIMENT TRANSPORT WITH IMPACTS OF AQUATIC VEGETATION[J]. LIU Cheng Pearl River Hydraulic Research Institute, Guangzhou 510611, China State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116023,ChinaSHEN Yong-ming State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China. Journal of Hydrodynamics. 2008(04)
[4]CHARACTERISTICS OF FLOW RESISTANCE IN OPEN CHANNELS WITH NON-SUBMERGED RIGID VEGETATION[J]. WU Fu-sheng Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029,China State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Nanjing 210029,China,. Journal of Hydrodynamics. 2008(02)
[5]复式河道滩地植物对水流紊动结构影响的试验研究[J]. 焦志洋,拾兵,朱玉伟,黄勇. 海洋湖沼通报. 2006(01)
[6]植被作用下的复式河槽漫滩水流紊动特性[J]. 杨克君,刘兴年,曹叔尤,张之湘. 水利学报. 2005(10)
[7]水生植物净化水环境与水生植被的修复[J]. 郭和蓉,卢小良. 长江大学学报(自科版). 2005(05)
[8]滩地种树的复式断面河渠水流归槽长度计算[J]. 石月珍,黄本胜,周著. 水利水运工程学报. 2003(04)
[9]土地覆被对黄河中游流域泥沙产生的影响[J]. 卢金发,黄秀华. 地理研究. 2003(05)
[10]带有植物的河道水流浅水紊流运动大涡模拟[J]. 宿晓辉,张建新,李志伟,陈璧宏. 大连理工大学学报. 2003(02)
博士论文
[1]带有植物的河道水流紊流运动大涡模拟[D]. 宿晓辉.大连理工大学 2002
硕士论文
[1]非淹没刚性植被对水流阻力和水流能量特性影响的研究[D]. 黄文沛.华北电力大学 2013
[2]漫滩芦苇种群对河道水流结构影响的模拟实验研究[D]. 王中玉.华北电力大学(北京) 2011
[3]芦苇种群均匀格局对河道水流的影响[D]. 静宇.华北电力大学(北京) 2010
[4]植被作用下复式河槽水流阻力实验研究[D]. 房春艳.重庆交通大学 2010
[5]有植物明渠阻力特性试验研究[D]. 刘斌.长沙理工大学 2007
[6]流经柔性植物的明渠水流特性影响试验研究[D]. 刘云.河海大学 2006
[7]柔性植被河道水流特性试验研究[D]. 韩璐.河海大学 2006
[8]有植被的河道水流试验研究[D]. 王忖.河海大学 2003
本文编号:3456233
【文章来源】:华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:78 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究动态
1.2.1 柔性河道植被的研究
1.2.2 刚性河道植被的研究
1.3 本文研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验装置
2.1.1 多普勒超声波流速仪
2.1.2 ABF2-2二维地形测量系统
2.2 模拟植被及其格局
2.2.1 模拟材料
2.2.2 植被格局
2.3 实验工况与测点布设
2.3.1 实验工况
2.3.2 断面与测点的布设
2.4 计算方法
2.4.1 流量的计算方法
2.4.2 雷诺数和弗雷德数的计算方法
2.4.3 相对紊流强度的计算方法
第三章 刚性-柔性植被河道水力学特性的研究
3.1 引言
3.2 沿程水深的变化
3.3 流速分布
3.3.1 纵向流速分布
3.3.2 垂向流速垂向分布
3.4 刚性-柔性植对河道水流紊流强度的影响
3.4.1 刚性-柔性植被河道边壁之间相对紊流强度的沿程变化
3.4.2 刚性-柔性植被河道中线相对紊流强度的沿程变化
3.4.3 刚性-柔性植被河道中线与边壁之间相对紊流强度的沿程变化
3.5 本章小结
第四章 柔性-刚性植被河道水力学特性的研究
4.1 引言
4.2 沿程水深的变化
4.3 流速分布
4.3.1 纵向流速分布
4.3.2 垂向流速垂向分布
4.4 柔性-刚性植被对河道水流紊流强度的影响
4.4.1 柔性-刚性植被河道边壁相对紊流强度的沿程变化
4.4.2 柔性-刚性植被河道中线相对紊流强度的沿程变化
4.4.3 柔性-刚性植被河道中线与边壁之间相对紊流强度的沿程变化
4.5 本章小结
第五章 柔性植被河道水力学特性的研究
5.1 引言
5.2 沿程水深的变化
5.3 流速分布
5.3.1 纵向流速分布
5.3.2 垂向流速垂向分布
5.4 柔性植被种群对河道水流紊流强度的影响
5.4.1 柔性植被河道边壁相对紊流强度的沿程变化
5.4.2 柔性植被河道中线相对紊流强度的沿程变化
5.4.3 柔性植被河道中线与边壁之间相对紊流强度沿程变化
5.5 本章小结
第六章 问题与展望
第七章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
攻读硕士学位期间参加的科研工作
致谢
【参考文献】:
期刊论文
[1]河流水质净化技术及生态修复[J]. 张建平. 河南水利与南水北调. 2009(10)
[2]MATHEMATICAL MODEL FOR THE FLOW WITH SUBMERGED AND EMERGED RIGID VEGETATION[J]. HUAI Wen-xin, CHEN Zheng-bing, HAN Jie State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China ZHANG Li-xiang Department of Engineering Mechanics, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650051, China ZENG Yu-hong State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China. Journal of Hydrodynamics. 2009(05)
[3]FLOW STRUCTURE AND SEDIMENT TRANSPORT WITH IMPACTS OF AQUATIC VEGETATION[J]. LIU Cheng Pearl River Hydraulic Research Institute, Guangzhou 510611, China State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116023,ChinaSHEN Yong-ming State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China. Journal of Hydrodynamics. 2008(04)
[4]CHARACTERISTICS OF FLOW RESISTANCE IN OPEN CHANNELS WITH NON-SUBMERGED RIGID VEGETATION[J]. WU Fu-sheng Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029,China State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Nanjing 210029,China,. Journal of Hydrodynamics. 2008(02)
[5]复式河道滩地植物对水流紊动结构影响的试验研究[J]. 焦志洋,拾兵,朱玉伟,黄勇. 海洋湖沼通报. 2006(01)
[6]植被作用下的复式河槽漫滩水流紊动特性[J]. 杨克君,刘兴年,曹叔尤,张之湘. 水利学报. 2005(10)
[7]水生植物净化水环境与水生植被的修复[J]. 郭和蓉,卢小良. 长江大学学报(自科版). 2005(05)
[8]滩地种树的复式断面河渠水流归槽长度计算[J]. 石月珍,黄本胜,周著. 水利水运工程学报. 2003(04)
[9]土地覆被对黄河中游流域泥沙产生的影响[J]. 卢金发,黄秀华. 地理研究. 2003(05)
[10]带有植物的河道水流浅水紊流运动大涡模拟[J]. 宿晓辉,张建新,李志伟,陈璧宏. 大连理工大学学报. 2003(02)
博士论文
[1]带有植物的河道水流紊流运动大涡模拟[D]. 宿晓辉.大连理工大学 2002
硕士论文
[1]非淹没刚性植被对水流阻力和水流能量特性影响的研究[D]. 黄文沛.华北电力大学 2013
[2]漫滩芦苇种群对河道水流结构影响的模拟实验研究[D]. 王中玉.华北电力大学(北京) 2011
[3]芦苇种群均匀格局对河道水流的影响[D]. 静宇.华北电力大学(北京) 2010
[4]植被作用下复式河槽水流阻力实验研究[D]. 房春艳.重庆交通大学 2010
[5]有植物明渠阻力特性试验研究[D]. 刘斌.长沙理工大学 2007
[6]流经柔性植物的明渠水流特性影响试验研究[D]. 刘云.河海大学 2006
[7]柔性植被河道水流特性试验研究[D]. 韩璐.河海大学 2006
[8]有植被的河道水流试验研究[D]. 王忖.河海大学 2003
本文编号:3456233
本文链接:https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3456233.html