一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测方法及设备技术

技术编号:40422124 阅读:18 留言:0更新日期:2024-02-20 22:41
本发明专利技术提供了一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测方法及设备,属于自然科学研究中的水力学及河流动力学技术领域。本发明专利技术的方法基于裸河道中泥沙起动公式,在泥沙临界条件下起动的动力平衡方程中引入植被阻力项。考虑到对于水深较大的情况,植被的相对高度较低,植被对泥沙起动的贡献率不如浅水区显著,引入相对淹没度。经过一系列公式转换及简化,最终得到含非淹没植被河道中泥沙起动流速模型,该模型可高效便捷地预测河道中有非淹没植被存在情况泥沙起动流速,填补了该研究领域的空白。同时,本发明专利技术提出的模型适用性较强,同样适用于裸河道的泥沙起动流速预测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自然科学研究中的水力学及河流动力学,尤其涉及一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测方法及设备


技术介绍

1、水生植被作为河流生态系统的一部分,在改善水质以及为各种生物提供栖息地方面有很大的作用。然而,由于水体富营养化和污水的排放,近几年来大量水生植被消亡,这种现象常见于河流以及湿地。在天然河道中,往往泥沙会因为水流的作用而发生移动,这类泥沙一般被分为推移质和悬移质。

2、在不含泥沙的植被水流中,水流结构的研究已经很多了,如水流流速的分布情况、床面剪切力变化分析。然而,植被水流中泥沙的运动也是河流生态领域研究的问题之一。水生植被与泥沙的作用主要表现在以下两个方面。一方面,植被增加了流动阻力,对于植被存在的河道中,水流速度会相对变缓,促进了悬移质的沉积。另一方面,植被水流结构相较于裸河道更加复杂,因此改变了推移质输移特性,茎尺度涡流的产生使得推移质运动状态发生变化,造成河床的演变。另外,植被斑块区的演变也与泥沙运动有关,这是因为植被生长区的变化是与水流、植被和泥沙的相互作用过程而紧密相关的。

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【技术保护点】

1.一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测模型的搭建方法,其特征在于,包括以下过程:

2.如权利要求1所述的一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测模型的搭建方法,其特征在于,所述步骤1中四种力的表达式如下:

3.如权利要求2所述的一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测模型的搭建方法,其特征在于,所述步骤2具体为:

4.如权利要求3所述的一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测模型的搭建方法,其特征在于,所述步骤3具体为:

5.如权利要求4所述的一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测模型的搭建方法,其特征在于,所述步骤4具体为:

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【技术特征摘要】

1.一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测模型的搭建方法,其特征在于,包括以下过程:

2.如权利要求1所述的一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测模型的搭建方法,其特征在于,所述步骤1中四种力的表达式如下:

3.如权利要求2所述的一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测模型的搭建方法,其特征在于,所述步骤2具体为:

4.如权利要求3所述的一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测模型的搭建方法,其特征在于,所述步骤3具体为:

5.如权利要求4所述的一种含非淹没植被河道中泥沙起动流速预测模型的搭建方法,其特征在于,所述步骤4具体为:

6.一种含非淹没植被河道中泥沙...

【专利技术属性】
技术研发人员:张皎米章毅王雯李占斌李鹏郭梦京徐家宽汪青静王鹏皓陆钰苗萌萌
申请(专利权)人:西安理工大学
类型:发明
国别省市:

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