含漫滩植被生态河道中水流流速沿程发展的解析解

作者:张皎; 苗萌萌; 王雯; 米章毅; 陈文夫; 伍梓
来源:水动力学研究与进展A辑, 2023, 38(02): 319-327.
DOI:10.16076/j.cnki.cjhd.2023.02.019

摘要

在生态河道中,非淹没水生植被通常顺着水流方向生长在河岸附近,形成一个宽度有限的长条形植被区,所致的水流空间异质性远高于以往研究所关注的植被完全覆盖河道的情况。水生植被生态功能的正常发挥与否,受植被区内水流流速的影响,因此有必要对植被作用下的河道水流纵向发展情况进行研究。该文基于指数衰减模型理论,对任一横断面上的植被区和非植被区内纵向流速的横向分布进行分析预测,对模型中的参数(水流调整长度XD和植被拖曳力系数Cd)逐一讨论并给出了详细表达式,研究发现不同学者提出的XD求解公式对于横向流速场的求解影响较小,而Cd对于水流流速调整过程中横向剖面上的纵向流速分布情况有较大影响。将含有柔性和刚性漫滩植被水流的实测或模拟流速数据与该研究的流速预测值进行对比验证,发现预测值在不同纵向位置处的速度分布与以往实验和模拟流速数据吻合较好,表明该模型对含有漫滩植被复杂速度场具有可观的适用性。

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