浸没式人工刚性植被群分布对弯道水流特性的影响

• 作者: 杨彧 林颖典
• 来源期刊: 水动力学研究与进展A辑
• 关键词: 刚性浸没式植被 纵向流速分布 湍流动能 弯道环流 湍流谱
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 学生论文
• 页码范围: 85-94
• 页数: 10页
• 分类号: TV133
• 语种: 中文
• DOI: 10.16076/j.cnki.cjhd.2021.01.012

摘要

自然弯曲河流中,浸没式植被的存在及分布会改变其水动力特性,进而影响弯曲河道泥沙输移及底床变化.该研究采用180°U形折叠往返式水槽模拟天然弯道河流,木棒模拟刚性植被,运用声学多普勒流速仪(Acoustic Doppler Velocimeter, ADV)进行测量,分析不同人工浸没式植被的分布对弯道纵向流速分布、湍流动能(Turbulence Kinetic Energy,TKE),环流强度以及湍流谱分布等的影响.实验结果表明,在植被顶部出现流速的最大值.浸没式植被和弯道都会加剧水流紊动效应,湍流动能最大值出现在植被顶部稍往下区域,且进入弯道以后最大值的位置明显下移.不同的植被群分布使得湍流动能的分布情况不同,凸岸植被减小了无植被区(凹岸)的湍流动能,而凹岸植被增大了无植被区(凸岸)的湍流动能.浸没式植被的存在使得植被区和无植被区的弯道环流方向相反.此外,通过湍流谱分析,植被和弯道都会增强湍流强度,且小湍涡增多;植被与无植被的交界区(横向和垂向)都会增加水体之间的掺混,使得湍流在交界区域明显变强.