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    浅谈有植被的河道水流问题的研究进展

    时间:2017-03-03  来源:中国景观网  编辑:fangfang  浏览:326次
    近年来,随着生态环境问题的日益突出以及人们生态环境保护意识的不断加强,对于生态环境问题的治理和研究内容越来越多,并且研究范围也越来越广。近年来有专家提出植被会降低河道的泄洪能力。如何布置,使植被更大限度地发挥“固滩护堤”的作用,是生产实际中提出的新问题。

    近年来,流经植被的水流的运动特性,正在逐渐引起人们的注意。植被在河流治理与生态发展中具有重要的作用和影响。进行有植被的河渠水流问题研究,不仅有利于推动生态环境问题研究发展,而且能够为生态环境问题的治理提供相应的依据支持,对于推进生态环境的合理发展与进步,有着积极作用和意义。从另?#29615;?#38754;来讲,植被与河流是生态环境中两个比较敏感的词语,对于植被与河流问题以及相互作用关系的研究?#27835;觶?#20063;是人们一直关注的重点和热点问题,对于现阶段植被与河流问题研究成果的总结?#27835;觶?#26377;利于后人在此基础上进行进一步的研究探索,从而推动生态环境问题的改善和发展。 

    一、有植被的河道水流问题研究价值意义与作用?#27835;?nbsp;

    在生态环境领域中,河渠水滩是植物生长的重要环境与场所之一。通常情况下,河滩植物不仅有利于增加河渠水流的阻挡面积,提升河渠表面的?#26893;?#31243;度,从而降低水流对于河渠的沖刷作用,同样河渠植被也是进行河渠岸堤以及河滩水土进行保护实现的重要工具。因此,河渠植被在河渠生态发展中具有重要的作用和意义。近年来,随着生态环境问题的日益突出和严重化,导致生态环境矛盾越来越严重,为了环节生态环境与资源之间的这种突出矛盾,在进行一些生态环境问题治理,越来越重视对于水流与植被作用的研究,以通过在河渠水道或者是河滩地区进行植被的人工栽种,来增强植被在河渠水流中的作用和影响,减少河渠水流导致的水土流失问题。 

    进行有植被的河渠水流问题研究与?#27835;觶?#33021;够对于这种特殊情况与环境下的河渠水流特征进行掌握和了解,以更好的进行河渠水流治理,保护河渠生态环境平衡发展,同?#34987;?#26377;利于对于河渠水流情况进行及时準确和有效的统计预报,实现河渠生态资源的综合有效利用。此外,进行有植被河渠水流问题的研究,还有利于为河渠治理规划设计以及水利工程的建设进行準确有效的数据支撑,具有?#27973;?#37325;要和显着突出的作用价值与理论意义。 

    二、有植被的河渠水流问题研究的提出 

    在对于生态环境问题的研究?#27835;?#20013;,进行有植被的河渠水流问题研究,由于该研究项目中所存在的问题?#19988;?#20010;相对比较特殊并且较为复杂的问题,不仅有植被作用这一局限影响,而且植被作用下的水流特?#21592;?#36739;复杂,因此在进行这一问题项目研究和关注的学者专家相对较少。其中,最早的研究开?#21152;?#19978;世纪的八十年代,这一时期进行有植被河渠水流问题研究的学者,主要是结合生态环境问题现状以及实际的治理需求,进行有针对性的研究实施,以使人们能够对于有植被的河渠水流问题以及这种特殊环境作用下的水流特征进行更深的认识和了解。 

    通常情况下,在有植被的河渠环境中,由于河渠植被对于水流具有一定的阻止作用,并且这种阻止作用受到河渠河道的形状以及河流水位、水流量大小等因素的影响,因此,需要结合河渠河道的实?#26159;?#20917;,同时根据河渠水流的紊动特征,对于河渠植被对于水流的阻止作用进行?#27835;?#35770;述,以为河渠治理和施工建设提供依据。此外,在进行有植被的河渠水流问题研究中,对于河渠植被对于水流的阻止作用大小?#27835;觶?#36824;需要结合河渠植被的种类以及植被本身的韧性大小、植被密度和形状等因素,对于河渠水流的阻止作用进行计算?#27835;觥?#26681;据上述内容可以看出,在进行有植被的河渠水流问题研究中,主要就是对于河渠植被的?#26893;?#29305;征以及河渠植被对于水流的作用影响进行研究?#27835;觥?nbsp;

    三、有植被的河渠水流问题研究现状与成果?#27835;?nbsp;

    结合现阶段国内外对于有植被的河渠水流问题研究情况,根据其研究成果,从河渠植被?#26893;?#29305;征以及对于水流的作用影响上,主要将有植被河渠水流问题研究划?#27835;?#19977;个方面。 

    首先是河渠水道属于?#35789;?#26029;面结构,在河渠水道的滩地?#26893;?#26377;植被,则需要对于河渠植被的?#26893;?#29305;征以及植被对于水流的作用影响研究和?#27835;觥?#22312;这一问题研究中,像黄本胜以及Stephen、Pasche和Rouve、杨克君、Noat等人的研究成果最具代表性。其中,以黄本胜为主的研究人员主要进行了关于河滩种树对于行洪影响的研究?#27835;觶?#22312;研究中主要结合我国珠江三角洲地河滩种树的实?#26159;?#20917;,通过多个问题的提出以及反复实验论证,在河滩种树的漫滩水流滩槽之间相互作用物理机理方面有了一定的研究成果,并且提出了河滩种树对行洪影响的模型设计原则。最终通过实验?#27835;?#24471;出河滩种树对于行洪影响的程度计算方法,对于植被河流研究有着巨大的推动作用和意义。

    其次,在以Stephen为代表的研究人员中,对于?#35789;?#26029;面滩地有植被的河渠水流问题研究中,主要引用了Wark等人的?#35789;?#26029;面河流渠道的单宽流量计算公式,同时借用涡粘系数模型进行?#35789;?#26029;面滩地有植被的河渠水流问题研究模型建立,并通过Colebrook-White方程式进行水流问题中的阻力系数值计算?#33539;ǎ?#26368;终实现了对于?#35789;?#26029;面滩地有植被的河渠水流问题的研究,并取得了一定的研究成果。如下(1)所示,分别为?#35789;?#26029;面河流渠道的单宽流量计算公式、涡粘系数模型和Colebrook-White方程。上示公式中,?#35789;?#26029;面河流渠道的单宽流量计算公式中,D表示的是河渠水深情况,S表示的是河渠道的底坡,表示的是阻力系数值,DS则表示与河渠水道横纵坡面相关的剪应力系数,可以通过相关计算公式进行计算求出,表示的是与河渠道进行垂直的坐标方向,ε表示的是涡粘系数。而在涡粘系数模型中U表示的是摩阻流速,NEV表示的是无量纲粘性系数,通常情况下在实际计算中的取值为0.16。最后,在Colebrook-White方程中,表示的是无量纲?#38382;?#34920;示的是反应河渠横断面形状的无量纲?#38382;琑表示湿周,表示的是?#26893;?#31243;度。 

    其次,是河渠水道?#19988;?#31181;单一断面的结构?#38382;剑?#32780;在河槽的一侧或者是河槽?#35762;嚳植?#26377;植被,则需要对于河渠植被的?#26893;?#29305;征以及植被对于水流的作用?#27835;觶?#26368;后,在河渠水道的整个床面上?#26893;?#26377;植被,则需要对于河渠植被?#26893;?#29305;征以及对于水流的作用影响进行研究?#27835;觥?#36825;两中类型研究成果分别以CHEN Fei-yomg以及时钟等人最具代表性。 

    四、结束语 

    水中植被的存在抬高了河道水位,改变了河道水流的结构,减小了河道水流的平均流速,在促进地?#21442;?#23450;的同?#20445;?#20063;使河道的行洪能力降低。但是,到目前为止,植被的存在对河道水流的影响?#28304;?#20110;研究阶段。总之,在有植被的河渠水流问题研究中,河渠植被对于水流的作用影响主要受到河渠横断面的形状以及植被密度、?#26893;夾问健?#22823;小等因素的制约和限制,目前在有植被的河渠水流问题研究中,取得了一定的研究成果,对于今后的研究进展具有重大的推动作用,但仍需结合需求进行更深一步的研究?#27835;觥?/p>

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