天然挺水植物明渠三维紊流特性研究

以天然挺水植物茭草、芦苇、水葱及模拟植物PVC管为试验材料并种植于大结构混凝土明渠中,研究其在流量及种植密度相同条件下明渠中水流的三维时均流速、脉动强度及雷诺切应力的分布特点。结果表明,明渠水流流速垂线更符合抛物线分布;天然挺水植物之间、天然挺水植物与PVC管间的时均流速分布相差较大,难以用一种分布模式描述;含挺水植物水流紊流特性表现出明显的各向异性;紊动强度与植物的生长形态及柔韧性密切相关;除水葱外,芦苇、茭草及PVC管的雷诺切应力-ρu′zu′x基本接近;相比天然挺水植物PVC管对水流切应力-ρu′yu′z影响最为显著;切应力-ρu′xu′y垂线分布于相对水深0.5处出现极值,总体呈ε形状。