含植物河道的流速特性及污染物扩散输移试验研究

摘要

随着经济的快速发展，人类向自然界排放的污染物种类不断增多，而且强度也越来越大，水资源在不断遭受到破坏的同时，人类的生活也受到了严重的威胁。水资源是人类赖以生存的宝贵资源。保护和合理利用水资源，走可持续发展的道路，是当代科学工作者的研究重点。河流是水资源的传输工具和重要载体，应该对其进行合理的规划和治理，以提高水资源利用效率，避免水资源的浪费。 近年来，生态文明建设越来越受到人们的重视，党的十八大从新的历史起点出发，做出“大力推进生态文明建设”的战略决策。生态型河道的构建提出了一种河流发展的新概念，为河流的整治和规划提供了一种新的行之有效、生态环保、绿色无公害的方法。河岸种植植物能够保持水土，净化水质，对生态系统有很好的修复作用。但植物的存在会降低河道的泄洪能力。天然河道中有很多水生植物，因此，深入研究植物对水流的影响对环境保护、生态文明等的建设有重要的实践意义。 本文在矩形平底水槽中，采用PVC圆棒模拟刚性植物，橡胶棒模拟柔性植物，利用旋浆流速仪测量不同位置、不同流量下的瞬时流场。主要研究了三个方面的内容: (1)本文分析了刚性植物对水流流速的影响，并给出了在不同工况条件下，无植物区域和有植物区域的流速分布图和沿程流速变化图，并建立了一种两层模型来预测淹没刚性植物条件下的水流流速分布。 (2)从断面中心点沿程流速变化和植物区断面流速的比较两个角度研究了柔性植物对水流流速的影响。 (3)实际河道环境中不同植物的高度不同，为了模拟这种环境，本文采取了高低不同的两种圆棒模拟植物，分析了刚性高低双层植物对水流流速的影响，并给出了双层植物各垂线流速分布点图和典型流速分布图，同时得出了一些结论。 (4)本文在研究植物河道污染物输移扩散规律的研究时，采用罗丹明溶液作为指示剂，试验中示踪剂浓度的测量是在水槽中种有植物部分的侧面摄取示踪剂浓度图片，通过图片的光亮度来反应示踪剂浓度的，试验结果表明，河道中植物的存在能够有效的控制下游水体的污染状况。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 植物河道国内外研究现状

1．2．1 植物对水流的影响研究

1．2．2 有植物河道的数值模拟研究

1．2．3 植物对污染物输移扩散的影响研究

1．3 研究现状评价

1．4 论文研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

第2章 试验概况

2．1 模型试验设备

2．2 试验材料的选择

2．3 试验组次和试验方法

2．3．1 柔性植物的试验组次和试验方法

2．3．2 刚性植物的试验组次和试验方法

2．3．3 刚性高低双层植物的试验组次和试验方法

2．3．4 植物之间污染物输移扩散研究的试验方法

2．4 本章小结

第3章 有植物河道水流流速试验研究

3．1 柔性植物对水流流速的影响

3．1．1 试验现象

3．2．2 理论分析

3．2 刚性植物对水流流速的影响

3．2．1 理论分析

3．2．2 淹没条件下模型分析

3．3 刚性高低双层植物对水流流速的影响

3．3．1 理论分析

3．4 本章小结

第4章 有植物河道污染物输移扩散规律研究

4．1 试验现象

4．2 理论分析

4．3 本章小结

结论

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研情况