單株淹沒植被剛度及其阻力特性研究

摘要：通過水槽試驗，利用有機玻璃片模擬單株植被，探究明渠中淹沒單株植被剛度對水流阻力的影響。水流阻力通過測量水槽上下游兩個固定斷面的水頭損失來體現。植被剛度對水頭損失值的影響可分為植被粗糙區和植被光滑區。在植被粗糙區內，水頭損失值受流量與植被剛度雙重影響，水頭損失值與流量呈正相關，水頭損失值與植被剛度也呈正相關。在植被光滑區內，水頭損失值與植被剛度無關，僅與流量呈正相關。對同一流量而言，水頭損失值隨著植被剛度的增大而先增大后減小。各組流量的臨界剛度值隨著流量的增大而增大。

關鍵詞：單株植被；剛度；水頭損失；臨界剛度線

中圖分類號：Q948.15+3；S422 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）18-4515-04

植被作為水生態中的一個重要組成部分在天然河道中大量存在。河道中的植被可分為淹沒植被和挺水植被。其中淹沒植被是指植被高度常年低于河流水平面的植被，淹沒植被的存在對河流的水力特性產生了不可忽視的影響。傳統的明渠水力特性研究忽略了河道中植被的存在。隨著人們對水生態環境的日益重視，人們逐漸認識到淹沒植被對河流水力特性的影響。早期的研究都是局域水槽試驗研究結合原型觀測，用傳統的測試方法，將植被簡化成剛性圓柱體來研究其阻力特性，將水流視為恒定均勻流來進行研究[1]。閆靜等[2]采用圓柱鋁棒模擬剛性植被進行水槽試驗，利用激光流速儀（LDV）對非淹……