含植物河道紊流结构及泥沙运动、污染物扩散输移机理研究

植物是具有生态功能河流的重要特征，为动物提供了栖息地，是维持河流健康发展的重要因素。植物的存在使得河道水位抬高，水流阻力变大，促进泥沙淤积，减少水土流失，但同时也增大了洪灾的威胁；植物改变了河流微观的水流结构，直接影响着泥沙运动和污染物输移，从而对水体环境产生影响。研究植物对河道水流阻力、水流结构、泥沙运动的影响对于河流水生态、水环境的保护具有重要的实际意义。本课题利用LDV、PIV和PLIF等现代流体测试技术，以水槽实验为主，结合理论分析，研究含植物河道的流场特性和紊流结构，泥沙起动、泥沙浓度分布、推移质和悬移质输沙率，以及污染物的扩散输移规律，深入揭示植物的密度、排列方式、刚度对紊流结构的影响，以及紊流结构变化导致的泥沙和污染物输移规律的变化。本研究对生态、环境、水力学和河流运动力学等多学科交叉研究，以及河流生态修复和治理具有重大学术价值和工程实践指导作用。