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规则波作用下柔性植物蜂巢护岸水动力特性试验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第5期54卷 441-449页

作者：张娜张金凤张庆河王一航张义丰天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室天津300456 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350

将植物引入到生态护岸工程当中,利用植物削弱波浪、增强岸坡的稳定性,可以达到环境效益和经济效益兼得的效果.基于天津市水域岸坡的现场调研,选取坡度为1∶3.5的单式护岸断面,在波浪水槽中建立考虑盐生植物的蜂巢生态护岸断面模型,研究... 详细信息

将植物引入到生态护岸工程当中,利用植物削弱波浪、增强岸坡的稳定性,可以达到环境效益和经济效益兼得的效果.基于天津市水域岸坡的现场调研,选取坡度为1∶3.5的单式护岸断面,在波浪水槽中建立考虑盐生植物的蜂巢生态护岸断面模型,研究其在不同规则波要素作用下的波浪爬高、越浪、近底波生流、护岸稳定性状况.研究结果表明:植物蜂巢生态护岸有效削弱了来浪,使得波浪爬高最大降低40%和单宽平均越浪量衰减最大可达到90%以上,且植物密度越大,衰减越多;植物蜂巢生态护岸对波浪近底流速没有明显影响,近底流速随着植物密度增大还呈现略微增大的趋势;植物蜂巢生态护岸有效防护了岸坡,增大了波浪作用下护岸坡面的稳定性;综合考虑波浪爬高与植物单位密度植数、水深、平均入射波高、周期、波长等物理量之间的关系,拟合出能直接考虑不同植物密度的波浪爬高计算公式,并通过对物理模型试验组次的计算,验证了公式的可靠性.通过与其他经验公式对比,表明《港口与航道水文规范》推荐公式以及本文拟合公式都能在一定程度上反映波浪在柔性植物斜坡护岸上的爬高.

关键词：柔性植物波浪爬高越浪物理模型盐生植物

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含柔性植物明渠水流阻力特性试验研究

水利学报 2015年第11期46卷 1344-1351页

作者：渠庚张小峰陈栋陈静婷丁兵长江科学院水利部江湖治理与防洪重点实验室湖北武汉430010 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

利用水槽试验研究了无草、淹没型、非淹没型柔性植物水流阻力特性的变化规律,分析了含植物明渠沿程水面比降和阻力系数的变化特性。得到各植物阻力系数变化与尼库拉兹曲线基本相似,紊流范围内同样可划分为紊流光滑区、紊流过渡区、紊流... 详细信息

利用水槽试验研究了无草、淹没型、非淹没型柔性植物水流阻力特性的变化规律,分析了含植物明渠沿程水面比降和阻力系数的变化特性。得到各植物阻力系数变化与尼库拉兹曲线基本相似,紊流范围内同样可划分为紊流光滑区、紊流过渡区、紊流粗糙区;探讨了各植物明渠等效河床的问题,据此确定了各植物的粗糙度,对植物粗糙度、水流雷诺数和阻力系数之间的关系进行了分析,并通过对各植物水流阻力系数的分区回归计算,得到各植物水流阻力的分区经验表达式,该方法能较好地应用于含植物明渠水流阻力系数的推求。

关键词：柔性植物等效河床植物粗糙度水流阻力

河道漫滩及湿地上淹没柔性植物水流的紊流特性

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水利学报 2007年第11期38卷 1301-1305页

作者：吴福生南京水利科学研究院水文水资源及水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029

植物在河流生态的修复中起重要作用,因此对含植物明渠水流的紊流机理的研究显得非常重要。将河漫滩及湿地中含淹没柔性植物的水流视为充分发展了的紊流,在实验室中用特定材料模拟柔性植物,通过水槽试验用三维ADV对淹没柔性植物段紊流特... 详细信息

植物在河流生态的修复中起重要作用,因此对含植物明渠水流的紊流机理的研究显得非常重要。将河漫滩及湿地中含淹没柔性植物的水流视为充分发展了的紊流,在实验室中用特定材料模拟柔性植物,通过水槽试验用三维ADV对淹没柔性植物段紊流特性进行了测量研究,对试验结果计算分析表明含淹没柔性植物的垂向流速分布不再符合指数分布;其紊流具有明显的各向异性特性;植物冠层交界处,水流紊动交换强烈,该处紊流强度及雷诺应力出现最大值。

关键词：河漫滩湿地柔性植物紊流特性

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柔性植物与刚性植物紊流特性研究

水动力学研究与进展（A辑） 2008年第2期23卷 158-165页

作者：吴福生姜树海南京水利科学研究院

河流中的植物不仅影响河流的泄洪能力而且在生态的修复中起重要作用,因此对含植物明渠水流的阻力特性及紊流特性的研究显得非常重要。将河道中含植物的水流视为充分发展了的紊流,在实验室中用特定材料模拟柔性植物与刚性植物,通过水槽... 详细信息

河流中的植物不仅影响河流的泄洪能力而且在生态的修复中起重要作用,因此对含植物明渠水流的阻力特性及紊流特性的研究显得非常重要。将河道中含植物的水流视为充分发展了的紊流,在实验室中用特定材料模拟柔性植物与刚性植物,通过水槽试验用三维ADV对淹没植物段紊流特性进行了测量研究,分析了含淹没植物明渠水流的水力学特性及阻力特性并得出其曼宁糙率n的变化规律。对试验结果分析表明,含淹没植物的垂向流速分布不再符合指数分布;其紊流具有明显的各向异性特性;植物冠层交界处,水流紊动交换强烈,该处紊流强度及雷诺应力出现最大值。

关键词：柔性植物刚性植物紊流特性

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波浪作用下柔性植物带内流速分布特性研究

水动力学研究与进展（A辑） 2017年第1期32卷 96-101页

作者：沈小雄陈家贵胡旭跃李佳周灿吴叶舟长沙理工大学水利学院长沙410004 湖南省水沙科学与水灾害防治重点实验室长沙410004

该文基于波浪水槽物理模型试验,研究了不同波浪条件下,最大水平流速的垂线流速分布特性。与无植物时的垂线流速对比,提出了水平流速衰减系数,分析了其特性。与无植物区相比,各断面在柔性植物的影响下垂线流速均有所减小;在柔性植物带内... 详细信息

该文基于波浪水槽物理模型试验,研究了不同波浪条件下,最大水平流速的垂线流速分布特性。与无植物时的垂线流速对比,提出了水平流速衰减系数,分析了其特性。与无植物区相比,各断面在柔性植物的影响下垂线流速均有所减小;在柔性植物带内,上部冠层区的流速减小,植物带越长减小越显著;近底处的流速沿程先减小后增大再减小。随着来波波高的增大,各断面与无植物时的流速差缓慢增大,流速减小区域有下移的趋势。植物带中和植物带后的实测值与衰减理论值的流速衰减系数均沿水深向上变化规律基本一致,沿程变大,实测值的垂线分布趋于均匀且近底处的流速衰减系数增大更加明显。

关键词：柔性植物断面流速分布二阶斯托克斯波波高衰减系数

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柔性植物阻流特性研究

水利学报 2007年第S1期38卷 283-287页

作者：吴福生南京水利科学研究院水文水资源及水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029

河流中的植物不仅影响河流的泄洪能力而且在生态的修复中起重要作用,因此对含植物明渠水流的阻力特性及紊流特性的研究显得非常重要。将河道中含柔性植物的水流视为充分发展了的紊流,在实验室中用特定材料模拟柔性植物,通过水槽试验用三... 详细信息

河流中的植物不仅影响河流的泄洪能力而且在生态的修复中起重要作用,因此对含植物明渠水流的阻力特性及紊流特性的研究显得非常重要。将河道中含柔性植物的水流视为充分发展了的紊流,在实验室中用特定材料模拟柔性植物,通过水槽试验用三维ADV对淹没柔性植物段紊流特性进行了测量研究,分析了含淹没柔性植物明渠水流的水力学特性及阻力特性并得出其曼宁糙率n的变化规律。对试验结果分析表明,含淹没柔性植物的垂向流速分布不再符合指数分布;其紊流具有明显的各向异性特性;植物冠层交界处,水流紊动交换强烈,该处紊流强度及雷诺应力出现最大值。

关键词：柔性植物阻流特性紊流

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柔性植物对海堤最大波压力的影响试验研究

科学技术与工程 2013年第31期21卷 9454-9459页

作者：石麒琳冯卫兵邓伟胡杰河海大学南京210098 福建省港航勘察设计研究院福州350002

通过物理模型试验的方法,采用规则波进行试验,研究柔性植物对海堤最大波压力的影响规律,并选取主要影响因素进行量纲分析,拟合得到了最大波压力消减系数的经验公式。试验结果表明,在海堤前布置柔性植物能有效减小作用在海堤上最大波压力... 详细信息

通过物理模型试验的方法,采用规则波进行试验,研究柔性植物对海堤最大波压力的影响规律,并选取主要影响因素进行量纲分析,拟合得到了最大波压力消减系数的经验公式。试验结果表明,在海堤前布置柔性植物能有效减小作用在海堤上最大波压力,且最大波压力消减系数随着柔性植物宽度、密度的增大而增大,随柔性植物高度的增大呈先增大后减小的规律,在柔性植物高度与试验水深一致时达到最大。

关键词：柔性植物最大波压力消减系数

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柔性植物对水流特性影响研究进展

中国农村水利水电 2013年第8期 1-6,11页

作者：武迪庞翠超赖锡军汪德爟河海大学江苏南京210098 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008 南京水利科学研究院水工所江苏南京210029

植物是水生态功能系统中必不可少的因素,是水生态系统中重要的生态因子。目前,大多学者在水流阻力、流动结构等方面对刚性植物做了大量研究,有较丰富的成果,但不同柔韧度的植物对通过其的水流存在较大差异,还没有文章比较全面的总结柔... 详细信息

植物是水生态功能系统中必不可少的因素,是水生态系统中重要的生态因子。目前,大多学者在水流阻力、流动结构等方面对刚性植物做了大量研究,有较丰富的成果,但不同柔韧度的植物对通过其的水流存在较大差异,还没有文章比较全面的总结柔性植物对水流特性的影响,从水流阻力、流动结构及紊动特性等方面回顾总结了当前含柔性植物水流问题研究的主要成果,探讨了当前含柔性植物水生态功能系统尚未解决的问题,并指出了今后的研究趋势。

关键词：阻力流动结构紊动特性柔性植物

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柔性植物消浪及沿程阻流特性试验研究

人民黄河 2014年第12期36卷 79-81,84页

作者：吴迪冯卫兵石麒琳河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098

采用聚乙烯仿真绿色植物模拟柔性植物,通过物理模型试验研究了柔性植物对波高和断面流速分布的影响,结果表明:波高消减系数大小与水流速度大小无明显关系;植物出水0.5倍波高时消浪效果最好,水深越大波浪消减效果越差;柔性植物使断面流... 详细信息

采用聚乙烯仿真绿色植物模拟柔性植物,通过物理模型试验研究了柔性植物对波高和断面流速分布的影响,结果表明:波高消减系数大小与水流速度大小无明显关系;植物出水0.5倍波高时消浪效果最好,水深越大波浪消减效果越差;柔性植物使断面流速在植被上部冠层区域减小,特别是植被带中和植被带下游边缘处,冠层区域流速减小显著;水流通过植被带以后,在植被带下游断面流速垂向分布逐渐恢复至与上游断面一致,但大流速情况下流速恢复较慢;波流共同作用下断面流速的垂向分布与纯流速作用下基本一致,但在波浪作用下断面流速减小区域有下移趋势。

关键词：柔性植物波高消减系数断面流速分布波高