明渠漂浮植被水流内部能量损失和传递规律研究

明渠漂浮植被会对河道过流能力造成不利影响。本文针对明渠漂浮植被均匀流，基于前人的过流断面能量平衡理论，研究明渠漂浮植被水流过水断面上的能量传递规律和能量平衡机理，推导出了断面上能量提供、能量损失和能量传递的表达式和相应能量累积的表达式，基于Plew的实测流速和切应力得到沿水深方向上的能量累积分布。结果表明在任意点和任意平面上，能量提供均等于能量损失与能量传递之和，断面上的能量损失主要集中在漂浮植被区，并且在植被区和非 植被区的交界面达到最大。断面内总的能量传递为零，植被区和河床底部产生的能量提供不能弥补其能量损失，需要其他流区的能量不断地向这两个流区传递。在近壁流区，紊动动能累积值与能量传递累积值几乎相等，说明近壁流区内的绝大部分能量转化为紊动动能，非常小的一部分因抵抗近壁流区中的阻力而在该区内转化为热能损耗掉。