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植物河道水流特性和稳定河相关系研究

作　者: 王燕
导　师: 拾兵
学　校: 中国海洋大学
专　业: 水力学及河流动力学
关键词: 水流特性根系加固仙农熵河相关系生态河流
分类号: TV133
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 136次
引　用: 1次
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内容摘要

河流的开发利用带来了一定的经济效益,为经济的繁荣做出了很大的贡献。但与此同时,人为造成的自然灾害不得不越来越引起人们的广泛关注,于是近年来河道的水力特性的研究已提上日程。无论是从生态、防洪、防治污染角度,还是从城市景观的角度,乃至从国家可持续发展的战略部署考虑,研究河流的水力特性,使河流能够得到切合自身特点的生态修复都是大势所趋,是对人类前期不合理开发河流的补救措施,也是今后继续利用河流资源的有力保障和可持续模式。在对目前河道特性研究综述的前提下,本文对滩地种有植物的复式河道的水力特性、河宽动力调整进行了物理模型试验研究。选用麦冬草作为复式河道的滩地上的滩地植被进行试验,通过使用ADV、便携式流速仪和界面测定仪进行流场及河道地形测量,探讨了滩地处植被对河宽调整的影响。本文比较系统、全面地总结了植物河道水流特性及河宽调整问题的研究成果;开展了复式河道滩地植物的动床试验,观测了滩地种植植被前后的水流特性变化情况与河宽动力调整过程,并进行了相应的理论研究;引入植物的种植密度,考察在不同种植密度的情况下对河宽调整的影响关系,得出相关的糙率拟合公式;在能量均衡关系的基础上,利用仙农熵的理论,对影响沙质河床稳定河相关系的因素进行了探讨,通过理论分析,认为在取得所测河段上下边界测点相关资料后,用最大熵原理和变分法可以推导出稳定的河相关系与断面宽度、平均水深、时间的关系式,最后通过试验对所得公式验证其合理性,认为其在计算试验区间任何时刻河相关系系数,均得到较好的吻合结果,丰富了此类问题的研究成果;在阐述生态河流内涵的基础上,从影响生态河流自然功能和社会功能的因子出发,分析了生态河流的研究现状;从生态修复技术、水体自净技术等方面着手,指出了生态河流目前在应用技术层面上的发展程度及其趋势。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-19
  1.1 研究的背景与意义  9-11
  1.2 植被河道水流的研究概况  11-18
    1.2.1 物理模型试验方面的研究  11-16
    1.2.2 数值模拟方面的研究  16-18
  1.3 本文的研究内容与技术路线  18-19
2 室内模拟试验  19-23
  2.1 试验简介  19-20
  2.2 试验设备  20
  2.3 模型植被的选取与布置方式  20-21
  2.4 试验方案与组次安排  21
  2.5 试验现象的描述  21-23
3 植物河道水流特性研究  23-35
  3.1 明渠水流淹没下植被系数分析  23-28
  3.2 淹没状态下植被河道流速分布特征  28-35
    3.2.1 试验流速数据分析  28-33
    3.2.2 分析结论  33-35
4 植物根系对河宽调整的影响  35-42
  4.1 前人研究  35-36
  4.2 植物根系加固边坡的影响因素  36-37
    4.2.1 根系的分布形态  36
    4.2.2 土中根系的含量  36-37
    4.2.3 根的强度  37
  4.3 试验研究  37-42
5 稳定河相关系研究  42-55
  5.1 仙农熵理论  42-43
  5.2 理论推导  43-45
  5.3 试验论证  45-54
    5.3.1 无植被的情况  46-49
    5.3.2 有植被的情况  49-54
  5.4 本章小结  54-55
6 生态河流的研究进展  55-63
  6.1 生态河流的定义及内涵  55-56
  6.2 生态河流的研究现状  56-61
    6.2.1 影响生态河流自然功能的因子  56-60
    6.2.2 影响生态河流社会功能的因子  60-61
  6.3 生态河流的发展程度及趋势  61-62
    6.3.1 生态修复技术  61
    6.3.2 水体自净技术  61
    6.3.3 计算方法与理论  61-62
  6.4 本章小结  62-63
7 结论与建议  63-65
  7.1 结论  63-64
  7.2 存在的问题  64
  7.3 建议和展望  64-65
参考文献  65-71
附录  71-72
致谢  72-73
个人简历  73
攻读学位期间发表的学术论文与参与的项目  73

植物河道水流特性和稳定河相关系研究

内容摘要

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