植被群河道水流紊动特性研究

在自然界中植被广泛存在,植被群的存在对河道水流结构和冲淤都有较大影响.为探究植被群作用下紊动能分布特性,采用多排对称布置的方式设计2组密度工况,使用PVC圆杆模拟非淹没刚性植被群,通过水槽试验探究大小密度工况下植被群对于紊动能分布特性的影响.试验表明:植被群密度对其上游紊动能分布无明显影响,而下游影响较剧烈;紊动能垂线...     

复式分汊水槽分汊口水流运动特性

分汊型河道是一种广泛存在的河流平面形态。当河道宽广时,河道行洪断面极有可能形成复式断面形态。存在江心洲的河道在演变过程中,洲头分流段水流运动往往起到了极其重要的作用。江心洲分流作用叠加复式断面滩槽交互作用,将共同对分流分沙产生影响,最终影响到整个河道形态的演变。为探究江心洲洲头水流运动特性对复式分汊河道演变的影响,设计了复式分汊河道的水槽试验。试验结果表明,复式分汊河道中,江心洲前的单一复式段,垂线流速分布基本满足对数分布;分流段流速主要受分汊形态的影响;复式断面形态是分汊口主槽和滩地流速变化的主要影响因素;在复式分汊河道的整治防护中,要着重关注江心洲洲头以及两侧的冲刷和两汊流速差异导致的淤积与冲刷;当流量增大到某一特定值时,复式分汊河道的断面形态可简化为简单的矩形河道进行研究。     

滩地植被化的顺直复式河道漫滩水流计算

利用二维数学模型对滩地植被化的复式河道漫滩水流的水深平均流速的分布进行了求解。通过恒定均匀流的假设,对主流方向上的沿水深积分的紊流时均运动微分方程式进行简化得到了相应的控制方程,其中引入植被对水流作用的拖曳力项,并考虑二次流的影响。同时将复式渠道划分为3个子区域,通过联立求解各区域微分方程中的定解系数,最终得到均匀流的条件下各区水深平均流速的横向分布的解析解。通过与试验测得的资料比较,表明计算结果与实测资料吻合良好。     

含植被坡面水动力学特性的实验研究

基于水槽试验,系统的研究了在5种流量、3种植被组合和3种覆盖密度情况下的坡面流的水力参数、水力因子间的关系和阻力规律.结果表明,坡面流一般为湍流,植被的存在增强了坡面流的湍流强度.平均流速与单宽流量幂函数相关,且拟合结果良好.柔性植被对流速的减缓作用大于刚性植被.柔性植被坡面和刚性植被坡面的阻力系数均随雷诺数的增加呈幂...     

山区河流生态河道治理工程扰动区植被群落恢复的影响研究

工程扰动严重破坏原有地形地貌和生态植被,加剧生态环境的恶化与生态系统的退化,为减少水土流失和浅层滑坡,加速植被恢复和生态修复,对工程扰动区植被群落恢复进行研究是比较有意义的课题.研究选择生态治理后处于自然恢复期的石葵河作为研究对象,对工程扰动区不同水位的植被恢复进行季节性监测和实地调查,统计河道边坡植被恢复种类及数量、...     

植被群纵向间距对水流结构的影响研究

河道中植被群的空间布局对植被群的上下游水流特性和河床演变均会产生重要影响。为研究河道中植被群的不同布局对水流结构的影响规律,设计了定床水槽试验,试验采用PVC圆柱模拟两个相同的刚性非淹没植被群,设置4组不同的上下游植被群间距,通过研究水流的流速和紊动强度分布,分析在不同的上下游植被群间距下植被群上游水流调整长度和尾流的形成与发展过程,并与单个植被对水流结构的影响进行对比。试验结果表明：上游植被群的存在会使下游植被群前端调整区长度缩短,此长度与植被群间距无关;随上游植被群的出现下游植被群的溢出流速、尾流稳定区长度、稳定区流速均会减小,其大小均与植被群间距有关,间距越小各值越小;同时下游植被群尾流形成区长度变短,随间距增大呈现先减小后增大的趋势;且下游植被群的尾流恢复速度随上游植被的出现变的更加迅速;上游植被群的存在加剧了下游植被群尾流紊动,其变化趋势也与植被群间距有关;植被群对水流既有抑制作用也有促进作用,主要取决于植被群前端紊动强度大小。试验探究了植被群不同纵向间距对河道水流结构的影响,为河道中植被群空间布局对水流特性的影响提供了补充。     

基于FLUENT刚性植被茎粗对坡面流特性影响研究

地表植被的地上部分主要是植被的茎部,植被的根茎能有效降低泥沙的输送能力,有助于植物的水肥管理.采用雷诺应力湍流模型,借助三维软件FLUENT,对不同根茎大小的刚性植被进行了数值研究.模拟设计了3种不同根茎大小的的植被,分别是3.5、5.0、6.5 mm,同时保持相同的植被密度,在相同流量条件下进行试验.结果表明:在淹没状态下,随着植被粗度的增加,植被间流速逐渐减小,通道处流速逐渐增加,尾旋和涡流逐步变大.植被粗度的不断增大,导致平均流速逐渐减小,与3.5 mm粗度相比,粗度为5.0和6.5 mm的平均流速分别降低了6.3％和10.6％.湍流动能和强度与植被的粗度呈正相关关系.这些结果对优化农田保护中的坡面植被分布具有重要意义.     

无线射频信号在植被中传播特性的研究综述

随着无线通信技术、射频技术、嵌入式等技术的飞速发展,无线通讯设备和系统凭借其灵活性强的优势越来越多地应用到农业中。无线信号在传播过程中会由于障碍物的存在而发生反射、散射、被吸收等物理现象,造成信号能量损耗。农田环境复杂多变,植被本身是影响信号传播的主要原因,无线信号传播特性的研究能为无线通信系统在农业中的应用提供必不可少的支持。无线信号在农田中的传播特性已经受到了众多国内外研究者的广泛关注。为此,分析了无线信号在植被中传播特性的研究现状,将已有的研究成果进行分类比较,从研究方法、传播环境、传播尺度,传播方式和极化方式等多个角度进行分析讨论。同时,对无线信号在植被中的传播特性的研究进行了总结和展望。     

不同调水方案对太湖五里湖水动力特性的影响分析

调水方法是改善封闭式浅水湖泊水动力条件的重要手段,以太湖流域典型封闭式浅水湖泊五里湖为实例,通过建立二维水动力数学模型,以分析引排水方式、出入流量、风场、底质条件等对湖区水动力特征的潜在影响,为优化调水方案提供技术依据。数值研究表明,引排水方式对湖区空间流态分布起主要作用,在限定引水量的条件下,由南部和东部两处节制闸同时排水有利于改善水动力条件的空间分布,避免出现局部死水区。此外,在湖区水体交换率方面,引排水出入流量起着关键作用,但风场和湖底条件也有不可忽视的影响,在实施调水管理时候应予以充分重视。     

湿地植物生长对水流特性影响的实验研究

针对云南滇池高原湖泊湿地植物生长种类,采用水槽实验,进行了三种流量、三种不同生长期植物的植物带前、中、后断面沿程流速和垂线流速分布的实验,通过水槽实验研究,分析了植物生长对水流结构影响机理。实验研究表明:①种植物时,植物带前各断面流速比无植物时都有一定的减小,植物对水流有明显的阻滞作用。植物带段过流流速沿程逐渐增加,在一定距离后达到最大值;同一流量条件下,随植物的生长,对水流的阻滞作用越明显,流速变化越大。植物大小一定时,流量越大,植物中流速达到最大值的距离越长。②植物段水流垂线流速分布与明渠恒定流垂线流速分布规律有所不同,植物底部流速比明渠恒定流要小,水面流速比明渠恒定流要大;植物带后水流流态恢复到明渠恒定流流态需要一定的距离。     

1961-2017年中国热浪特征及其对植被的影响

明确热浪特征及其对植被的影响对于工农业的发展和生态环境的维护至关重要.基于中国712个气象站点的日平均气温资料和归一化植被指数(NDVI)数据,以超热因子为指标定义热浪事件,并选择热浪次数、最长持续时间、频次和强度4个指数分析1961-2017年中国地区8个子区域热浪事件的时空变化特征,最后采用Spearman秩相关分...     

不同参数对双浮体波能装置水动力特性的影响

以双浮体波能装置为研究对象,提出了一套基于ANSYS-AQWA模拟双浮体波能装置振荡运动的计算方法,采用Fortran的二次开发,考虑了线性PTO阻尼的影响,并将运动的数值结果与NREL的试验结果进行对比验证.详细探究了不同参数(波浪参数、发电装置参数和PTO参数)对双浮体波能装置水动力特性的影响.研究结果表明:波浪参数方面,存在1个最优波浪周期,使波能装置的发电功率最大,且增加波高有利于波能的俘获;发电装置参数方面,浮子的吃水、直径及浮筒阻尼板的直径均存在最优值,使能量俘获因子达到最大;PTO参数方面,存在最优阻尼系数,并给出了工程实际中的相对参考值.研究成果可为振荡浮子式双浮体波能装置的研究和设计提供有价值的参考.     

城市河道生态景观对防洪的影响

河道是城市生存发展的重要资源,彻底改善水质、增强河道防洪能力、促进水系的循环、解决河道现状问题是城市建设中较为重要的部分.本文以大凌河为例,设计了四种景观方案,利用物理实验和数值模拟等研究手段,通过流体动力学、计算机数值分析等技术,将植被群及景观岛高度作为水流的主要影响要素进行研究,并对洪水来袭时不同的生态景观方案下河道的水位和流速进行模拟,进而定性分析不同城市生态景观对防洪的影响.该研究对景观防洪的实际应用有着非常重要的现实意义.     

柳州市柳江河道景观工程对河道水流的影响研究

针对目前柳州市柳江河道上拟建景观对河道的影响,分别建立了柳州市柳江河道大范围河段和拟建景观工程局部范围曲线坐标系下的二维水流教学模型,并采用纯隐格式的混合有限分析法用来离散和求解该数学模型.建立的大范围的柳州市柳江河道二维数学模型计算成果一方面用来进行验证,另一方面为景观工程局部水流数学模型提供初始和边界条件.结果分析表明,与工程前相比,景观工程局部河道地形有挖有填,对局部水位和流态存在一定的影响;由于对工程区堤防外的房屋进行了拆迁,一定程度改善了所处位置河道左岸的过流条件.     

水生植被类型及淹没度 对河道垂线流速分布影响试验研究

采用钢筋刚性材料和弹簧柔性材料模拟了不同类型的水生植被,通过概化水槽物理试验研究了水生植被类型、水生植被淹没度对水生植被对于河流流速垂线分布的影响规律.试验结果表明:不同淹没度条件下刚性植被和柔性植被对河流流速垂线分布影响规律相似性较高,流速垂线分布均展现出分层现象;但不同水生植被材质条件流速垂线分布的分层节点不同,这...     

河道护岸对生态修复的影响分析

河道护岸的修建对于城市河流、生态的保护与建设具有十分重要的意义.近年来,在外力因素的破坏和影响之下,部分护岸逐渐出现问题,无法达到预期的使用目标.因此,对河道护岸对生态修复的影响和河道护岸建设现状分析,探究护岸修复存在的问题,简述河道护岸与生态恢复关系,进一步实现水质净化的同时,去除有机物,增强生物多样性.在此基础之上...     

荒漠草原植被覆盖对土壤水分的影响

以希拉穆仁草原为研究对象,通过对不同植被覆盖下土壤水分进行测定,研究了荒漠草原植被覆盖对土壤水分的影响,结果表明:植被覆盖度与土壤水分之间具有显著的相关关系,尤其是10 cm深度范围内土壤水分随植被盖度呈二次抛物线性趋势增加(R2=0.904 9);由于根系层分布的差异使得土壤剖面不同深度上对这种影响的水分响应不尽相同,灌丛植被覆盖的土壤水分含量在剖面0～40cm范围内明显大于其他植被类型,以坡顶土壤含水量最低;荒漠草原植被覆盖状况变化不仅影响土壤水分含量大小,而且显著影响土壤水分的空间分布,退化较轻的河滩草甸植被有利于维持相对均匀的土壤水分空间分布.     

梁子湖水位波动对湖岸植被分布格局的影响

湖泊水位是影响湖泊生态系统以及植被分布格局的重要因素,湖泊水位的异常波动通常是导致湖泊生态系统退化与失稳的主要控制因子。以梁子湖为研究对象,基于对研究区1981-2000年近20年降水量与湖泊水位数据的统计分析、频率分析、以及对应时期Landsat遥感影像数据解译与植被覆盖度估算,通过对丰水年、平水年与枯水年湖泊水位变化特征与湖岸植被分布格局的探讨,分析梁子湖水位波动对湖岸植被分布格局的影响及对应关系。结果显示：(1)梁子湖水位自然波动遵循春季低水位、夏季高水位的节律,春季枯水期平均水位为17.50 m,夏季丰水期平均水位为18.50 m;(2)年内丰水期高植被覆盖度（>60%）区域面积明显大于枯水期;(3)丰水年、平水年和枯水年的代表年份1983年、1992年与2000年枯水期湖水位分别为17.09、17.47以及17.50 m,与多年平均水位相同的2000年高植被覆盖度区域面积最大,表明春季湖水位保持在多年平均水位更有利于湖岸带植被萌发与生长;(4)1983年、1992年与2000年丰水期湖水位分别为20.71、19.15和16.73 m,高植被覆盖度区域面积表现为2000年...     

滁河特大桥对河道防洪能力的影响分析

根据1995年国务院批复的南京市过江通道"五桥一隧"规划,建设中的南京长江第四大桥北接线需在六合境内的主要防洪通道--滁河建设滁河特大桥,为此首先对滁河流域和滁河特大桥处的水文地理与地质特性进行了介绍,依据"长江流域综合利用规划简要报告"和地方水利规划结合流域防洪、水文特性,采用平面二维水流数学模型法等,对滁河特大桥建成后对流域与河道防洪能力的影响进行了分析计算,并通过大桥建设前后桥身的雍水和河道水流场的计算分析与对比,得出了滁河特大桥建成后对流域与滁河河道防洪能力影响较小的结论,与此同时阐述了滁河特大桥工程设计建设的的合理性,并对大桥建设过程中应当采取的相应防护工程措施提出了建议.