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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。 相似文献
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杨克君;聂锐华;刘兴年 《排灌机械》2013,(11):954-957,963
通过水槽试验,探讨了清水作用下由非均匀沙构筑而成的全动床复式河槽的演变特性,包括河床完全粗化后河道稳定宽度及滩岸侵蚀的沿程变化.复式河槽断面构筑而成后,实施倒灌,然后恢复地形,最后用全站仪施测初始河道地形,在试验结束后,相应断面再做精细床面形态测量.复式河槽流量由槽首的矩形堰量测,水位由自动水位仪量测.试验结果表明,随着泥沙淤积量的增大,主槽水深变浅;而河道水深变浅,又将会使床面泥沙起动的作用力减小,河道水深将变得更浅.清水作用下的全动床复式河槽达到稳定时,河道稳定宽度将沿程变化;河道完全粗化后,主槽宽度增大,滩岸侵蚀速率在空间上变化趋势表现为越往下游,滩岸侵蚀速度越小;在清水作用下,河道滩岸发生侵蚀,其侵蚀面积有沿程减小的趋势,这与流速沿程的变化相一致. 相似文献
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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。 相似文献
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富营养化水体中流速对藻类生长的调控作用研究 总被引：2，自引：0，他引：2
水体富营养化问题由于发展快、危害大、处理难及恢复慢等特点,受到全球高度重视.目前国内外在此方面进行了大量试验研究,介绍了国内外关于流速对藻类生长影响的研究成果,探讨水体流速大小和水华发生快慢之间的关系,并指出目前研究主要集中在横向流速对藻类生长的影响方面,对水动力其他要素研究的较少,建议将纵向断面平均流速、素动强度、水面波动特性和横向流速结合起来研究,以求更加全面准确的阐述水动力条件的改变对水质以及藻类生长速率的影响,为制定水华控制措施提供理论依据. 相似文献
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《中国农村水利水电》2020,(7)
为研究壅水条件下弯道流速分布规律,对90°弯曲河道开展了不同壅水程度的概化水槽试验。通过ADV对弯道试验段的三维流速进行精细测量并分析后发现:不同壅水程度试验组次的水流动力轴线在弯顶断面以前基本一致,过了弯顶断面,随着壅水程度增大,水流动力轴线向凹岸偏移的位置越靠近下游;对于同一断面,随着壅水程度增大,水深逐渐增大,时均流速逐渐减小,纵向流速和横向流速分布也越来越均匀。 相似文献
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植被是河流生态系统中重要的组成部分，在河流生态修复、河道形态演变和水资源可持续利用中发挥重要的作用，但水生植被的存在也会改变河道水流的运动形态，降低水流流速。柔性植被在水流的作用下会产生形态变化，使水流运动更加复杂。将柔性植被的形变因素加入到经典达西-魏斯巴赫阻力方程，利用最大差异性算法对试验数据进行筛选分类，通过遗传算法确定出淹没柔性植被阻力系数的表达式，基于达西-魏斯巴赫阻力系数与曼宁系数的转换关系得出曼宁系数表达式。结果表明：提出的达西-魏斯巴赫阻力系数公式和曼宁系数公式具有相对简明的表达形式，能应用于不同水深、不同植被密度、不同植被高度等条件下的淹没柔性植被河道阻力系数计算，研究成果可为植被化生态河道设计提供理论依据。 相似文献
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王传涛张升堂张景洲王雯军马丽君 《节水灌溉》2022,(10):105-111
植被在影响河流的紊流中起着重要作用。为阐明斑块内植被组合分布下的紊流特性,运用CFD工具FLUENT,采用雷诺应力模型,设计4种不同的植被组合方式,对占据河道一半宽度的纵向不连续刚性植被斑块的流动特性进行了数值模拟研究。研究结果表明:①由于植被的存在,植被区流速相对于非植被区而言显著降低,植被区与非植被速度差异性随植被覆盖度的增大而增大,所以在植被覆盖度较大的区域更有利于泥沙的沉积和水生植被的生长。②非植被区域和植被区域之间的速度差较大,导致界面处出现自由剪切层,从而在该流动区域产生强大的质量和动量交换。③植被区的湍流明显大于非植被区,并随着植被区斑块密度增大而增大。 相似文献
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为了研究小浪底水库运行后黄河下游游荡段河势演变情况，选取黄河下游游荡段2001-2020年近20年的Landsat卫星遥感影像图片，基于ARCGIS和ENVI软件采用边缘提取算法提取河道水边线及修正归一化差异水体指数（MNDWI）法提取水体，分析汛期河道水面宽度、汛后主流位置、汛后心滩数量等特征指标。结果表明：(1)小浪底水库运行后，经过20年的冲淤调整，黄河下游游荡段河势在汛期得到明显改善，主流基本归顺；(2)该河段河型没有明显变化，汛期水面宽度随流量同增同减，总体上逐年变宽，但夹河滩-高村河段水面宽度由于河道整治工程的控制较为稳定；(3)采用MNDWI法对水体的智能化提取，发现主流摆幅呈现3种规律：(1)主流位置基本不变(2)主流位置向同一个方向移动(3)主流位置迁徙不定；(4)心滩数量与流量呈负相关，总体上在2001-2007年逐年减少，2007年达到最小值13个，2007-2015年逐年增多，2015年达到最大值58个，2015-2020年又逐年减少，同时在河道河型突变位置也会发生变化。河势调整会改变河道整治工程的有效性，同时也会对滩区群众的生产生活造成影响，因此需要加强黄河下... 相似文献
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黄河河南段以游荡型河段为主，其水沙变化剧烈、主槽摆动频繁、河床变形严重，对河道生境产生了严重影响。采用Landsat卫星影像，并基于MNDVI水体指数对黄河游荡段30 a水体的河道边界信息进行提取，通过划分不同河段和区域计算不同时期河道主槽形态参数、河道摆动面积、摆动方向、迁移距离等指标，分析游荡段河道摆动的变化特征。结果表明：游荡段主槽水域面积明显减少，并向弯曲河流转变；R2区域是摆动面积最大及平均摆动面积最大的区域；1986-2019年游荡段左岸摆动的总面积为59.9 km2，向右岸摆动的总面积为53.3 km2,R1和R4段向左岸右岸摆动的面积大致相等，R2段主要向左岸摆动，R3段主要向右岸摆动，游荡段整体有略微向左岸摆动的趋势；R1区域整体略微向南迁移，R2区域整体向北迁移显著，R3整体向南迁移，R4整体略微向西迁移。小浪底水库运用后，进入游荡段水量与水库运用前基本相当，而泥沙主要集中在汛期输送；游荡段河道主槽变化与水流对滩岸土体的冲刷和洪水后的崩坍有关；控导工程对河流有明显的约束作用，R3区域中的部分河段S11、S12缺乏控导工程，... 相似文献
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为研究宽浅式梯形明渠流速分布规律，简化渠道流量测量过程、提高测流精度、促进灌区工作效率提升，利用声学多普勒剖面流速仪进行流速、流量、断面面积的测定；通过正交距离回归算法对相对流速和相对水深与二次抛物线函数拟合，得到垂向流速分布规律，根据横向流速分布规律结合测量数据，利用线性拟合分析得到横向流速分布影响系数，最终通过待定系数法得到断面平均流速与中垂线表面流速的系数值。结果表明：测点实际流速与平均流速之比作为相对流速，拟合得到的宽浅式梯形渠道断面流速分布规律R2均在0.937以上，拥有较好的相关性；宽浅式梯形渠道测线平均流速横向流速分布符合乘幂函数分布形式，并对横向流速流速分布公式进行流速验证，在横向相对位置0.2<(B-2 d)/B<1区间内误差均小于5%；推导出了宽浅式梯形渠道中垂线表面流速与断面平均流速关系，对AB两地宽浅式梯形渠道干渠进行断面流量验证，实测流量与计算流量的误差小于5%，符合量水规范的要求，可实际用于灌区量水。 相似文献
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通过试验研究对土石坝坝体溢洪道采用曲线型堰的泄槽水面线起算水深进行了观测，发现圆弧曲线堰及翼型堰的起算水深均小于0.7倍临界水深hk。 利用已有的试验资料分析了泄槽设置掺气挑坎后对水面线产生的扰动影响。分析结果表明,由于掺气挑坎对水流的扰动和挑流作用 ，使得泄槽内的水深增大；掺气挑坎对水面线的影响程度与流速、掺气挑坎的体型等因素有关；当泄槽内设置多道掺气槽时，上一级掺气挑坎的体型对下一级掺气挑坎处的水深也有一定的影响。 相似文献
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不同土壤前期含水率和坡度下黄壤分离临界水动力特性 总被引：2，自引：0，他引：2
土壤分离临界水动力学参数是侵蚀预报研究的基础内容,但关于不同近地表土壤水分条件下坡面侵蚀发生临界起动关键影响因子及其内在机制尚不清楚。本研究选取长江中上游地区典型黄壤为研究对象,试验设计5个土壤前期含水率(5%~23%)和5个坡度(1.0°~10.0°),利用冲刷槽实测土壤分离临界水动力学参数,探讨土壤分离临界水动力学参数对不同土壤前期含水率和坡度耦合作用的响应。结果表明:土壤分离临界流速、临界水深和流态均与坡度和土壤前期含水率呈幂函数减小关系;在坡度小于5.0°时,土壤分离临界水动力参数受坡度和土壤前期含水率耦合作用的影响;而在坡度大于5.0°时则主要受坡度的影响。因此,当坡度大于5.0°时,可直接采用简化幂函数方程对土壤分离临界水动力参数进行估算。在本研究试验条件下,坡面土壤分离临界水流流态基本属于层流、缓流,发生紊流、急流的概率很小。坡度和土壤前期含水率对坡面流阻力有重要的影响,阻力系数随临界单宽流量和雷诺数的增加呈幂函数下降趋势。 相似文献
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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、植被群落类型及其结构特征。经调查统计,常水位以上植被种类为43种,常水位以下只有17种;常水位以上Pielou均匀度指数为0.774,而常水位以下Pielou均匀度指数仅为0.397;常水位以上基本形成乔灌草垂直分布的植被群落结构,常水位以下全部是草本植物。说明水位变化对工程扰动区植被恢复有很大影响,水位变化不仅对植被恢复种类和数量有影响,而且还影响植被的生活型和生长型。 相似文献
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《灌溉排水学报》2021,40(8)
【目的】分析植被茎秆倾伏角变化对明渠水流结构流态的影响,充分发挥河道水生植被功能以减缓河堤的侵蚀和水土流失的速率。【方法】建立明渠植被水流结构模型将水流液层在空间高度上分为植被层和自由层,在茎秆不同的变形状态下及流量范围内开展试验。【结果】(1)在同一茎秆倾伏角下,植被层Vv随水深h增加呈增加减少再增加最终趋于稳定的变化规律,自由层平均速度Vs、雷诺数Res、弗劳德数Frs随水深h的增大迅速减小后趋于稳定。(2)不同茎秆倾伏角下,植被层水力参数Vv、Rev、Frv在空间上表现出各向异性,自由层Vs、Res、Frs随植被倾伏角θ增大而减小,植被淹没临界水深h存在"滞后"现象。【结论】自由层的水流流速Vs、雷诺数Res、弗劳德数Frs均大于植被层;植被层水流流态为缓紊流,自由层水流流态从急紊流迅速过渡到缓紊流。 相似文献
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利用室内矩形水槽，精细模拟了5个工况下的槽内水流运动，借助三维超声波多普勒测速仪（ADV）量测了不同垂线、不同测点的瞬时流速。从4个角度拟合矩形断面明渠沿垂线的流速分布，并计算了测点三维相对紊动强度和雷诺应力，分析其变化特征。试验结果表明：⑴脉动流速基本符合正态分布，纵向流速沿垂线分布大体成J型，但在近水面处有稍许降低，横、垂向流速较小，在0附近徘徊；⑵通过4种公式拟合发现，对数公式d对本试验结果拟合最好；⑶横、垂向相对紊动强度比较小，而纵向要大得多，且变化幅度也较大，纵向相对紊动强度受流量和水量影响；⑷雷诺应力垂线分布基本符合三角形分布，随着流量的减少或水量的增大，雷诺应力垂线分布平均值变小。 相似文献
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本文以黄土高原生态脆弱地带典型人工成林为研究对象,定位观测了林地树木蒸腾、土壤蒸发及土壤水分状况等,分析评价了土壤水分特征,提出了植被恢复初植密度及其动态调控方案。结果表明：测定的林分在植被生长季节内,丰水年土壤贮水量总体为盈余,100cm以上土层水分补充明显,100cm以下土层水分一般呈负增长;平水年的同期降水不能满足林地蒸散消耗;枯水年土壤水分明显亏缺。以多年平均降水量为标准,河北杨、小叶杨、山杏、山桃、柠条和沙棘6种林分稳定密度应分别为：196、332、332、872、757、1438株（丛）／hm^2,初植密度（以株数保存率65％核算）应分别为：302、511、511、1342、1165、2212株（丛）／hm^2。研究区植被恢复造林密度过大是造成土壤水分亏缺、植被生态效益和经济效益难以发挥的重要因素。根据水资源承载力合理确定林分密度能够实现植被生态功能持续发挥、群落稳定演替进而改善生态环境、促进可持续发展的作用。 相似文献
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为揭示自然因子以及因子之间的交互作用对开都河流域植被空间格局变化的影响,以归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)为植被覆盖状况表征指标,结合气候、地形地貌、土壤、植被以及人为干扰等11种因子,采用线性趋势分析、空间转移矩阵和地理探测器模型,分析了2001-2020年开都河流域植被NDVI的时空演变特征,并对其空间分异的驱动力进行了定量探测。结果表明：①2001-2020年,开都河流域植被覆盖状况良好,中、中高和高植被覆盖度区均超过71%;植被NDVI分布呈现西高东低,低、中植被覆盖向中高和高植被覆盖转化明显。②土壤类型的解释力最高(9.84%),主导植被NDVI时空格局。③自然因子对植被NDVI影响存在交互作用,因子交互作用以双变量增强和非线性增强两种方式增强对NDVI空间分布的解释力,其中,尤以土壤类型和坡度的交互作用影响力最强。④研究揭示的促进植被生长的各因子最适宜特征,有助于更好的理解自然因素对植被NDVI变化的影响及其驱动机制。 相似文献
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调控河道边界出口流量的大小可改变河道内水体流速和流向，从而可有效改善水体水质，改善效果与引排水规模、排水口布局等有关。以宁波市江北镇海平原河网区为例，选取模拟时段2022年10月1日至11月1日，以主要污染物NH3-N为指标，构建MIKE11水质水量耦合模型，考虑出流口泵站出流能力和维持流域最低用水量，通过3个出流口启、闭排列组合，设置出流口流量分别为9、18、24、36 m3/s的28种出流方案，利用构建的水质水量耦合模型模拟分析不同方案下边界出口流量对水体流速及污染物NH3-N的影响，结果表明：(1)综合水动力水质因素，出流量为18 m3/s时能更好的改善河流水动力条件与水质状况，出流口为24、36 m3/s较大流量时，开放一或两个出流口，河道存在溢流风险，此时需多开启出流口，以保证防洪安全；(2)模拟后的最优方案可使平均流速达到0.056 m/s,NH3-N平均浓度下降至1.660 mg/L，水质改善率达17.0%，河道水质可从劣Ⅴ类提升至Ⅳ类或Ⅴ类... 相似文献