复合明渠中非淹没刚性植被扰流现象实测研究.docx

复合明渠中非淹没刚性植被扰流现象实测研究
一、背景
近年来，随着复合明渠的广泛应用，其在节省用地、降低建设成本、保障水利安全等方面得到越来越多的关注和认可。用户对于复合明渠的要求也越来越严格，除了必须具有良好的防渗透、抗渗漏性能和自清洁能力外，还必须具备高的流量输送能力、良好的稳定性以及适应复杂地质地貌条件等。然而，在复合明渠中，非淹没刚性植被的存在会给水流带来扰动，影响水力性能，因此研究非淹没刚性植被扰流现象对于提升复合明渠水力性能具有重要的意义。
二、非淹没刚性植被扰流现象实测研究
1.试验设计
本研究以某复合明渠为试验对象，在不同植被阻力的情况下进行扰流实测研究。试验分别采用不同形态、不同高度的植被模型，并分别测量了其对水流运动性态的影响。试验中采用多种流速计进行流速测量，并通过图像分析法来对水流的运动状态进行分析。
2.试验结果
通过实测数据处理及分析，得到如下结论：
（1）非淹没刚性植被存在时，水流的瞬时速度分布在水平方向和垂直方向均出现了一定程度的变化，并且在植被附近产生了进、出流的不稳定振动。
（2）在植被束缚作用下，水流产生了一定的混合扰动，导致水流的湍流强度明显增大。同时，植被的存在也导致水流受阻，出现了相应的能量损失。
（3）当植被高度、密度较大时，水流的稳定性变差，水流速度分布的变化更为明显，湍流强度更大，水流波动更加明显。
三、结论及建议
通过本次实验，我们可以看出非淹没刚性植被对于复合明渠的水力性能具有影响。因此，为进一步提高复合明渠的水力性能，我们可以从以下几方面入手：
（1）控制非淹没刚性植被的生长或采用非刚性植被，从而减少对水流运动状态的影响。
（2）增加复合明渠的湍流阻尼器以控制水流振荡和减小流体阻力；
（3）优化复合明渠的明渠形态，减少水流的扰动和抵抗，最终提高水力性能。
最终，通过对非淹没刚性植被扰流现象进行实测研究，得出了一定的结论和建议，并对复合明渠的设计提出了一定的要求和建议，为复合明渠水利安全提供了有价值的参考。