第41卷第5期2023年5月水电能源科学WaterResourcesandPowerVol.41No.5May2023DOI:10.20040/j.cnki.1000-7709.2023.20221375基于Fluent的刚性非淹没植被排列方式对地表水流影响分析王雯军,张升堂,张景洲,王传涛,马丽君,张丽丽(山东科技大学地球科学与工程学院,山东青岛266590)摘要:为研究刚性非淹没植被排列方式对地表水流的影响,结合实际建立水力学模型,以植被间距均匀排列为对照组,植被条带式排列且条带间距以1.333、1.667、2.000、2.333、2.667倍数增大、条带内距离以0.833、0.667、0.500、0.333、0.167倍数减小为试验组,基于Fluent数值模拟5%植被盖度(210株)植被排列方式变化对水流流态和水力特性的影响。结果表明,植被相同盖度,排列趋于均匀:水深影响下,流速减小,水深下半段雷诺应力增大;非淹没植被上表面流速减小,紊流动能增大。消耗了水体能量达到阻水作用并减少了水流表面的冲刷。该研究为防洪减灾提供了参考。关键词:植被盖度;排列方式;数值模拟;水流流态;水力特性;防洪减灾中图分类号:TV213.4文献标志码:A文章编号:1000-7709(2023)05-0034-04收稿日期:2022-07-06,修回日期:2022-08-01基金项目:山东省自然科学基金项目(ZR2020ME248)作者简介:王雯军(1998-),男,硕士研究生,研究方向为水文水资源,E-mail:wangwenjun2020l@163.com通讯作者:张升堂(1970-),男,教授、博导,研究方向为水文水资源,E-mail:zst0077@163.com1引言随着社会的发展,自然地表面受人类活动影响而发生改变,如树木种植、农田耕作等产生植被不同排列方式[1],极大影响水流推进时的水力特性,从而影响洪涝灾害发生率[2]。目前,关于植被排列对水力特性影响的研究多集中于植被在相同盖度下布置不同排列类型及植被在不同盖度下布置同一排列类型方面,但实际情况为在指定面积区域,人为布置不同宽度的条带区域形成不同排列方式。因此,研究相同盖度下布置条带宽度有规律变化的植被排列在推进水流时的水力特性有重要实际意义。对此,本文拟采用物理模型试验与数值模拟相结合的方法,分析了刚性非淹没植被排列方式对地表水流影响规律,以期为防洪减灾提供参考。2研究方法2.1物理模型试验在坡度为0°的长5.00m(Y向)、宽0.40m(X向)、高0.30m(Z向)矩形水槽推进非淹没水流进行放水冲刷试验,水槽分为上游稳水段(1.00m)、铺设段(3.00m)、下游尾门段(1.00m)三个部分,在长3.00m(Y向),宽0.40m(X向)的铺设段放置210个直径为0.02m刚性棒,模拟植被盖度为5%,将其分为30行,每行7个,每3行为1个条带,条带中心行...
