【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境水力学，更具体的说，特别涉及渗流河道植被水流结构模拟系统和方法。
技术介绍
1、水生植被广泛分布于河岸、溪流和渠道中，改变了河道的水流特性。例如，由植物引起的河道水流结构变化显著影响水动力学，植被的影响在很大程度上取决于它所提供的额外阻力。因此，研究水流与植被之间复杂相互作用的物理过程具有重要意义。植被对水流动力学的影响在很大程度上取决于它所提供的额外阻力。
2、现有技术中，对有植被的明渠水流的流动特性已有许多研究。在稳定的非均匀流中，阻力系数沿植被路径呈现抛物线形状。水流的不均匀性导致了抛物线特征。植被对水流的影响不仅取决于河道特性，也取决于植被特性。柔性植被在天然河道和河岸生态中起着重要作用。在挺水植被斑块中存在着遮挡和遮蔽两种效应：遮挡效应增大了阻力系数，而遮蔽效应，尤其是在植被斑块的前缘和尾部，减小了柔性冠层由于弯曲变形而产生的阻力。
3、由于颗粒材料的多孔性以及河流和地下水位之间的水位差，水以渗透的形式通过冲积河道、河流和溪流的边界而渗透。尽管现有技术中对有植被的明渠水流的流动特性已有...
【技术保护点】
1.渗流河道植被水流结构模拟系统，其特征在于，包括模型预测单元、实验测量单元、结果比较单元以及结果分析单元；所述模型预测单元基于圣维南方程建立渗流河道植被阻力系数方程以及水深模型，并预测得到不同植被密度、不同渗流强度下的预测水深值；
2.根据权利要求1所述的渗流河道植被水流结构模拟系统，其特征在于，对恒定非均匀渐变流，在植被处于非淹没的情况下，采用局部均匀流的假定对水流进行受力分析，渗流河道植被阻力系数通过水深H＝c1ln|x+c2|+c3来预测预测任意植被密度下的水深预测值hPredicted；
3.根据权利要求1所述的渗流河道植被水流结构模...
【技术特征摘要】
1.渗流河道植被水流结构模拟系统，其特征在于，包括模型预测单元、实验测量单元、结果比较单元以及结果分析单元；所述模型预测单元基于圣维南方程建立渗流河道植被阻力系数方程以及水深模型，并预测得到不同植被密度、不同渗流强度下的预测水深值；
2.根据权利要求1所述的渗流河道植被水流结构模拟系统，其特征在于，对恒定非均匀渐变流，在植被处于非淹没的情况下，采用局部均匀流的假定对水流进行受力分析，渗流河道植被阻力系数通过水深h＝c1ln|x+c2|+c3来预测预测任意植被密度下的水深预测值hpredicted；
3.根据权利要求1所述的渗流河道植被水流结构模拟系统，其特征在于，所述渗流实验模块包括渗流水槽，所述渗流水槽上游设有水泵，通过所述水泵从蓄水池向所述渗流水槽供水，上游入水口设置蜂窝状的消能管来平顺水流，所述渗流水槽的末端有可调节的尾门，保证水流均匀下泄至蓄水池中，在所述渗流水槽中设置不同的植被密度，从而测量在不同植被密度下的水深；在所述渗流水槽的下部分设置有渗流水槽凹槽，在所述渗流水槽凹槽部位底部均匀打孔，来模拟均匀渗流过程。
4.根据权利要求3所述的渗流河道植被水流结构模拟系统，其特征在于，采用高0.4m，直径d＝0.007m的铝制圆柱棒模拟刚性挺水植被，通过调整所述铝制圆柱棒之间的距离来模拟植被之间的间距，得出不同的植被密度分别为0.267、0.150、0.096，得到不同植被密度的27种工况的水深实测值hmeasured。
5.根据权利要求1所述的渗流河道植被水流结构模拟系统，其特征在于，将不同渗流强度下的植被水深实测值与水深预测值进行对比，通过均方根误差来分析水深实测...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟杰，刘梅，刘晓波，王峰，董飞，牛文钰，杨永森，丁俊岐，陈学凯，许媛，郑彩玲，司源，张剑楠，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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