漫滩芦苇种群对河道水流结构影响的模拟实验研究

摘要

漫滩植被在河流生态系统中有着重要的作用，它不仅可以为野生生物及微生物提供栖息地和食物资源，还可以净化或改善水质，更是维护河流生态系统及其多样性的重要组成部分。本文选用天然芦苇植株作为实验材料，在70、80、90L/s三个流量和0、54、108、202株/m2四种芦苇种群密度下，采用ABF2-2地形测量系统和声学多普勒流速仪(ADV)分别对预设的5个纵断面的沿程水深变化以及预设的6个横断面和5个纵断面的水流流速分布进行了模拟实验观测，研究了漫滩芦苇种群对河道水流流速分布及相对紊流强度的影响。结果表明，
　　 (1)对于各横断面，植被区水流流速较小，无植被区较大，且其变化幅度随密度的增加而增加；对于各纵断面，植被区的沿程水流流速整体有所减小，而无植被区有所增大；在垂直方向上，对于植被区的2、3纵断面，无植被或密度较低时，流速分布与幂函数拟合结果较好；密度中等或较高时，流速分布与幂函数拟合结果较差，此时不适宜用幂函数进行流速分布拟合。
　　 (2)对于无植被情况，紊流强度随着断面距离的增加基本保持不变或略有下降；对于有植被情况，紊流强度在五个纵断面上的变化情况不尽相同，植被区内紊流强度基本表现为下降的趋势，但在进植被断面和出植被断面时出现峰值；从三个方向的角度上，紊流强度保持纵向方向＞横向方向＞垂直方向的规律。
　　 本文的研究增进了漫滩植被与河道水流相互作用机制的理解，为近自然治理提供一定的理论依据。