不同上游来流量对含植被群河道水流紊动特性的影响

摘要

自然河道中植被群的存在严重影响水流内部结构,进而影响河床的冲淤变化.为此,本文采用均匀圆柱形竹签模拟非淹没的刚性植被群落,通过系列水槽实验,探讨了不同上游来流量对单一植被群落水流紊动特性的影响.试验结果表明:植被群前端受水流的影响较小,而植被群下游处纵向、横向和垂向上的紊动能分布都有较大的变化.水槽中心线处的紊动能纵向分布沿程表现为"波峰—波谷—波峰"状分布,随着上游来流的增加,植被群后紊动能分布整体上移,且第二个波峰位置前移;在植被群末端,各组流量下紊动能横向分布均在植被群两端各有一个波峰,而中心线处的紊动能略小些,即"M"型,上游来流越大,"M"型各点紊动能越大.在垂向分布中,植被群末端处,流量越大紊动能越大;植被群后的紊动能垂向沿程分布表现出一定的翘曲,并且流量越大,弯曲度越大,翘曲现象与卡门涡街有关.该研究成果可为进一步分析多种上游来流量下含植被群河道的泥沙淤积与冲刷提供一定的参考.