滩地植被化复式河槽的水流阻力特性试验

doi:10.3969 /j.issn.1674-0696.2013.04.29

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2013, Vol. 32 ›› Issue (4): 668-672.DOI: 10.3969 /j.issn.1674-0696.2013.04.29

滩地植被化复式河槽的水流阻力特性试验

房春艳¹，罗宪²

1.中山大学水资源与环境研究中心，广州 510275;2.重庆交通大学信息科学与工程学院，重庆 400074

收稿日期:2012-02-28 修回日期:2013-03-26 出版日期:2013-08-15 发布日期:2014-10-27
作者简介:房春艳(1983—),女,辽宁鞍山人,硕士,主要研究方向为水文学及水资源。E-mail:fcyas1983@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目( 50679048) ; 重庆市科技攻关计划项目( CSTC，2010AC2077)

Experiment of Flow Ｒesistance in Compound Channel with Vegetated Floodplain

Fang Chunyan¹，Luo Xian²

1.Water Ｒesource ＆ Environment Ｒesearch Center，Sun Yat-Sen University，Guangzhou 510275，Guangdong，China;2. School of Information Science ＆ Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China

Received:2012-02-28 Revised:2013-03-26 Online:2013-08-15 Published:2014-10-27

摘要/Abstract

摘要： 利用室内变坡水槽试验研究了复式河槽中滩地植被对水流阻力的影响，采用声学多普勒测速仪( ADV) 观测了不同垂线、不同测点的垂线流速分布，分别讨论了水深、植被密度、淹没与非淹没植被对滩地阻力系数的影响。分析发现: 滩地种有植被后，复式河槽的水流流速不再满足对数分布，在垂向可以认为是一个常数，且其值随植被密度的增加而减小; 阻力系数在滩地无植被时受水深的影响很小，在有植被的工况中，阻力系数会随水深的增加而显著增大，其值与植被密度满足线性关系; 滩地植被淹没后，虽然滩地阻力系数也随水深的增加而增大，但其增幅较非淹没植被工况中要小。

关键词: 复式河道, 植物, 流速分布, 阻力系数

Abstract: The influences of floodplain vegetation to the flow resistance are experimentally studied． The experimental data of local flow velocities at different vertical measurement lines are obtained by the Micro-ADV． The effects of flow height，vegetation density，submerged or emerged vegetation to the resistance coefficient are discussed． When the vegetation is planted on the floodplain，the vertical velocity is not following the logarithmic distribution and the value which is affected heavily by the vegetation density can be regarded as a constant in the vertical direction． The roughness coefficient changes slightly with the flow height in the case without vegetation while its value increases significantly with the increasing depth of water and vegetation density in the vegetated ones． Though the resistance coefficient rises with the climbing water level when the vegetation is submerged on floodplain，its value is relatively small，comparing with the emerged case．

Key words: compound channel, vegetation, velocity distribution, resistance coefficient

中图分类号:

TV133.1

房春艳，罗宪. 滩地植被化复式河槽的水流阻力特性试验[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2013, 32(4): 668-672.

Fang Chunyan，Luo Xian. Experiment of Flow Ｒesistance in Compound Channel with Vegetated Floodplain[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2013, 32(4): 668-672.

参考文献

[1] Prinos P，Townsend Ｒ D． Comparison of methods for predicting discharge in compound open channels [J]． Advances in Water Ｒesources，1984，7( 4) : 180-187．
[2] Helmio T． Unsteady 1-D flow model of compound channel with vegetated floodplains [J]． Journal of Hydrology，2002，269: 89-99．
[3] Myers W Ｒ C，Breman E K． Flow resistance in compound channel[J]． Journal of Hydraulic Ｒesearch，IAHＲ，1990，28 ( 2) : 141-155．
[4] Yen C L，Overton D E． Shape effects on resistance in flood-plain channel [J]． Journal of the Hydraulics Division，ASCE，1973，99( 1) : 219-238．
[5] Knight D W，Demetriou J D． Floodplain and main channel flow interaction[J]． Journal of Hydraulic Ｒesearch，1983，109 ( 8 ) :1073-1092．
[6] 杨克君，曹叔尤，刘兴年．复式河槽阻力系数及过流能力计算[J]．水科学进展，2005，16( 1) : 23-27．
Yang Kekun，Cao Shuyou，Liu Xingnian． Computation of resistance coefficient and conveyance capacity in compound channels[J]． Advances in Water Science，2005，16 ( 1) : 23-27．
[7] Naot D，Nezu I，Nakagawa H． Hydrodynamic behavior of partly vegetated open channel [J]． Journal of Hydraulic Engineering，ASCE，1996，122( 11) : 625-633．
[8] Pang B D．Ｒiver flood flow and its energy loss [J]． Journal of Hydraulic Engineering，ASCE，1998，124( 2) : 228-231．
[9] James C S，Makoa M J． Conveyance estimation for channels with emerged vegetation boundaries[J]． Water Management，2006，159:235-243．
[10] Sun X． Flow Characteristics in Compound Channels with and without Vegetation [D]． England，UK: Loughborough University，2006．
[11] Yang Kejun，Cao Shuyou，Knight D W． Flow patterns in compound channels with vegetated floodplains[J]． Journal of Hydraulic Engineering，ASCE，2007，133( 2) : 148-159．
[12] Stone B M，Shen H T． Mean flow and turbulence structure of openchannel flow through non-emergent vegetation [J]． Journal of Hydraulic Engineering，ASCE，2002，128( 5) : 500-506．
[13] Huthoff F，Augustijn D C M，Hulscher S J M H． Analytical solution of the depth-averaged flow velocity in case of submerged rigid cylindrical vegetation [J]． Water Ｒesources Ｒesearch，2007，43( 6) : 413．
[14] Ｒameshwaran P，Shiono K． Quasi two-dimensional model for straight overbank flows through emergent vegetation on floodplains [J]． Journal of Hydraulic Ｒesearch，IAHＲ，2007，45( 3) : 302-315．
[15] Wu Fusheng． Characteristics of flow resistance in open channels with non-submerged rigid vegetation [J]． Journal of Hydrodynamics:Series B，2008，20( 2) : 239-245．
[16] Huai Wenxin，Zeng Yuhong，Xu Zhigang，et al． Three-layer model for vertical velocity distribution in open channel flow with submerged rigid vegetation[J]． Advances in Water Ｒesources，2009，32:487-492．

滩地植被化复式河槽的水流阻力特性试验

Experiment of Flow Ｒesistance in Compound Channel with Vegetated Floodplain

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 13

编辑推荐

Metrics

[1]	肖庆一1,2，赵鹏1，孙博伟3，张怡4，丁啸5. 废植物油再生沥青结合料性能研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(06): 92-98.
[2]	曹芯芯1，曹雪娟2，唐伯明1,2，李小龙2. 植物废油对老化沥青流变性能影响规律研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(08): 59-64.
[3]	任辉，周亦唐，李睿. 双向流固耦合的圆柱式桥墩绕流的三维数值模拟[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2013, 32(5): 926-929.
[4]	罗宪,房春艳,单钰淇,刘超. 植物特性对复式河槽流速分布影响的实验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2010, 29(3): 466-469.
[5]	童思陈,高??建,许光祥,钟??亮. 弯道水流纵向垂线平均流速分布的计算[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2009, 28(1): 126-129.
[6]	赵志舟，周华君，张大庆. 合阳嘉陵江大桥桥墩局部阻力系数研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2002, 21(4): 98-100.
[7]	刘平昌, 刘亚辉, 王云莉. 船闸输水廊道单支孔阻力系数研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 1999, 18(2): 89-94.
[8]	刘平昌. 船闸廊道复合管水力学研究现状及工程应用[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 1999, 18(1): 75-85.
[9]	刘平昌. 船闸阀门后廊道突扩体型阻力系数研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 1998, 17(3): 25-30.
[10]	杨卫军, 邓伯强. 河流数模的流速分布修正[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 1997, 16(1): 122-126.
[11]	刘平昌,赖志堂. 平面阀门在淹没状态下底缘上托力的计算方法[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 1994, 13(3): 103-107.
[12]	刘平昌, 赖志堂. 船闸侧墙廊道支管特性及布置研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 1993, 12(3): 8-16.
[13]	刘平昌, 刘德邦, 向文英. 船闸阀门后廊道体型水力特性试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 1993, 12(1): 96-101.