不同布设形式刚性植被群对连续弯道水力特性的影响

摘要

为了解植被群对天然弯曲河道水力特性的影响,设计簇状、均匀两种布设形式分别模拟自然丛生及人工规律种植的植被群,通过水槽试验探究植被不同布设形式对连续弯道流场、水动力轴线、紊动能、环流结构分布的影响。结果表明,连续弯道流场出现明显的流速分区,其中高流速区靠近凸岸侧,低流速区依附在凹岸侧;植被布设使得高、低流速区的分布范围产生相反的变化规律,即高流速区增加,低流速区削减。弯道作用下水动力轴线在“弯顶上游侧逐渐摆向凸岸—弯顶附近紧贴凸岸—弯顶下游侧摆向凹岸”完成一个周期的运动变化;植被布设使其摆向水槽中部且簇状布设的偏离程度大于均匀布设。弯道作用下水流紊动能的沿程分布表现为“两侧小中间大”;整体上看植被布设使得弯顶下游侧紊动能增加且簇状布设的影响程度大于均匀布设。植被布设改变了环流结构,表现为涡核位置的摆动以及分布范围的改变。