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| 水生植被群落状态及分布特征对其阻力特性的影响 摘要 对含植被水流的水动力特性问题，以往的研究者大多数都把植被视作刚性体，没有考虑水流作用下植被的状态会发生变化。不同种类的植被，生长期、水流条件的差异，以及植被抵抗弯曲的能力的不同，使得植被在水流作用下发生不同的弯曲变形，因此，植被对水流阻力的影响与植被的状态是密切相关的。 为了进一步研究水生植被群落状态对水流阻力的影响，本文通过室内水槽模型实验观测了均匀流下水生植被群落内部各植株的状态，分析了水生植被群落状态以及内部植株相对间距对植被群落水流阻力的影响。本文主要研究成果如下： （1）实验观察了沉水植被群落与挺水植被群落在不同水流条件下内部各植株状态的变化及其对水流流态的影响。实验结果表明，水生植被群落内部，各个植株的相对刚度各不相同，并且其状态是会随来流条件变化而改变的。对于不同种群的水生植被群落，在相同水流条件下也可能呈现出不同的状态。 （2）通过受力平衡分析分别推导出挺水植被群落和沉水植被群落的阻力系数CD’，探究了水生植被状态和阻力系数之间的关系。研究结果表明，当沉水植被群落的植被处于非直立状态时，水流阻力会随植被状态变化而改变；植被处于完全刚性状态时，阻力系数则与植被相对刚度无关，仅与水流条件有关。而挺水植被群落阻力系数只在hp/H0<1时与植被群落内部植株状态有关，当hp/H0>1时，仅与来流条件有关。 （3）水生植被群落内部植被相对间距不同，其阻水效果也不同。实验观察了相对间距K=1、3、4.5三种情况下水生植被群落阻力的差异，研究结果发现植被群落内部植株相对间距越大，植被阻力也越大。 （4）本文通过数据回归分析，分别得出了挺水和沉水植被群落平均相对刚度RJ’与平均有效高度hp’的关系式。并得出了挺水植被群落在水流作用下挺出水面的临界相对刚度值。 关键词：水生植被群落；植被状态；相对间距；阻力系数；相对刚度；有效高度 |
