植被群落前端及内部水流偏转区纵向流速分布预测方法技术

本发明专利技术公开了一种植被群落前端及内部水流偏转区纵向流速分布预测方法，将河段根据水流偏转具体划分为两个区域，并给出了植被群落区域和旁侧无植被区域的纵向流速分布模型。本发明专利技术仅需确定植被群落区域的常规参数即可实现同时预测植被区域、无植被区的流速纵向分布，在确保理论正确的同时预测精度高，填补了本领域该项技术的空白，所需确定常数均为本领域常见的计算变量，可以根据水流条件、植被条件和河道条件确定，不需要展开流速测量，降低了研究成本，且在本领域具有广泛的通用性。

Prediction method of longitudinal velocity distribution in front and inside flow deflection area of vegetation community

【技术实现步骤摘要】
植被群落前端及内部水流偏转区纵向流速分布预测方法
本专利技术属于水力学及河流动力学领域，涉及一种有非淹没植被群落河道纵向流速分布预测，具体涉及一种植被群落前端及内部水流偏转区纵向流速分布预测方法。
技术介绍
天然河道中生长着许多水生植物，这些植物通常以簇状形式出现，形成植被群落。植被群落能够改变其内部及周围的水流结构，进而改变河床冲淤演变规律。因此，植被群落在河流河床演变过程中扮演着重要角色。明确植被群落内部及周围的流速分布有助于搞清河床演变规律。前人研究发现，非淹没植被群落增大局部阻力，使上游来流发生横向偏转，引发植被群落两侧河床发生冲刷，限制植被群落的横向生长。相反，水流进入植被群落后，由于局部阻力增大，造成植被群落内部流速降低，促进吸附营养物的悬浮泥沙沉积。这些沉积在植被群落内部的细沙颗粒富含有机物和营养物质促进植被生长，使得植被群落内部的植被更加茂密，进一步加强泥沙沉积。有大量前人学者对有非淹没植被群落河道中的水流沿程演变规律开展了详细研究。通常而言，前人学者用刚性圆柱模拟植被，可以发现，模拟植被周围的水流偏转与流速分布和真实植本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植被群落前端及内部水流偏转区纵向流速分布预测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)以非淹没植被群落上游边界中心位置为原点，依据植被群落上游水流偏转距离L

【技术特征摘要】
1.一种植被群落前端及内部水流偏转区纵向流速分布预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以非淹没植被群落上游边界中心位置为原点，依据植被群落上游水流偏转距离L1和植被群落内部水流偏转距离L2，将有非淹没植被群落的河道沿流水方向划分为两个区域：植被群落上游水流偏转区即区域1，-L1≤x≤0，植被群落内部水流偏转区即区域2：0<x≤L2，并将河道沿垂直于水流的方向划分为植被区和无植被区：
(2)依据以下预测模型确定有非淹没植被群落河道区域1和区域2的纵向流速Ud分布：
区域1：



区域2：



式中，Ud(1)为区域1的纵向流速，Ud(2)为区域2的纵向流速，A1、A2、A3、A4为积分常数，由各区域的纵向流速在相邻两区域边界条件得到，H为水深，g为重力加速度，S为水面坡降，f为达西阻力系数，Cd为植被拖曳力系数，a为单位水体植被的阻水面积，K1、K2分别为区域1和区域2的无量纲系数；
(3)依据以下预测方法确定无植被区的纵向流速分布：
Ubare＝(U0·B-Uveg·b)/(B-b)；
式中，Ubare为无植被区沿水流方向的纵向流速，U0为上游平均流速，Uveg为植被区的区域平均流速值，为步骤(2)得到的纵向流速Ud(1)或Ud(2)，B为1/2河道宽度，b为1/2植被群落宽度。


2.根据权利要求1所述的植被群落前端及内部水流偏转区纵向流速分布预测方法，其特征在于，所述无量纲系数K1和K2的采用如下方法确定：调整K1使区域1在x＝0cm处的纵向流速预测结果等于该处的测量流速Ud(0)，通过调整K2使区域2在x＝0cm处的纵向流速预测结果等于该处的测量流速Ud(0)。


3.根据权利要求1所述的植被群落前端及内部水流偏转区纵向流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，刘超，严春浩，刘兴年，聂锐华，王协康，杨克君，单钰淇，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51