沙波與植物複合床面明渠紊流結構及泥沙輸移研究

《沙波與植物複合床面明渠紊流結構及泥沙輸移研究》是依託河海大學，由唐立模擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：沙波與植物複合床面明渠紊流結構及泥沙輸移研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：唐立模
• 依託單位：河海大學

項目摘要

沙波與植物共存條件下的明渠紊流結構和泥沙運動研究，涉及到水、沙、植物三者之間的相互作用，是水環境治理與水生態系統修復研究的重要基礎。本項目擬採用天然沙塑造沙波作為明渠床面鬆散邊界，採用具有一定剛度的塑膠片來模擬天然植物形成的柔性邊界，利用超音波流速儀、粒子圖像測速系統以及圖像處理技術等，對沙波與植物複合床麵條件下的明渠紊流特性和泥沙輸移規律進行詳盡細緻的研究，定量描述三維可動沙波和植物共存條件下明渠水流的時均流速、紊動強度分布規律及擬序結構特徵，確定泥沙顆粒躍移、揚動的判別指標和臨界條件，揭示水、沙、植物相互作用機制，建立綜合考慮沙波和植物因素的輸沙率公式。本項目的研究成果將豐富明渠紊流和泥沙運動力學理論，完善鬆散和柔性邊界水沙動力學研究，同時為天然河流演變分析以及河流環境生態治理提供科學依據。

結題摘要

沙波與植物共存條件下的明渠紊流結構和泥沙運動研究，涉及到水、沙、植物三者之間的相互作用，是水環境治理與水生態系統修復研究的重要基礎。本項目採用水槽試驗和理論分析相結合的方法，利用聲學都卜勒流速儀、粒子圖像測速系統以及圖像處理技術等，對沙波與植物複合床麵條件下的明渠紊流特性和泥沙輸移規律進行了詳細的研究，獲得了沙波床面、植物床面和沙波與植物共存條件下明渠水流的時均流速、紊動強度分布規律及擬序結構特徵，通過象限分析法得到了不同床麵條件的平均噴射和清掃周期以及各象限事件占總量的比例，並對沙波床面噴射和清掃的強度分布進行了統計分析，建立了綜合考慮沙波和植物因素的明渠推移質輸沙率公式。本項目的研究成果豐富了明渠紊流和泥沙運動力學理論，完善了鬆散和柔性邊界水沙動力學研究，同時為天然河流演變分析以及河流環境生態治理提供科學依據。