本技术公开了一种含淹没柔性植物矩形河道曼宁糙率系数的计算方法,包括:获取单株植物的体积V<subgt;SP</subgt;以及单位面积内的植物数量D;测量含淹没柔性植物段的河道宽度B,河道长度L以及水位H<subgt;c</subgt;;将植物阻力等效分布在床面上,计算等效分布后的水深H<subgt;p</subgt;以及水力半径R<subgt;p</subgt;;确定植物的无量纲化偏转角度以及淹没程度与水流流速之间的关系;计算得到含淹没柔性植物矩形河道的曼宁糙率系数。本发明将含植物段的复杂流速分布通过植物的偏转角和淹没程度来反映,解决了流速参数不易确定的问题,减少了计算误差,提高了测量精度,提升了计算的便捷性和准确性。
背景技术
在河道中构建植物生态系统成为一种常用的解决方案。这种生态系统主要通过种植沉水植物来恢复和改善水环境,不仅有助于稳固和改善水质,还能有效稳定河床并减少侵蚀。但是柔性沉水植物随波摆动和变形导致水流流态复杂化,进而显著影响了河道的糙率特性,由于河道糙率关系到的生态治理以及洪水期的行洪安全,因此精确计算河道阻力对于河道生态管理和防洪措施的设计至关重要。
河道阻力通常由曼宁系数来表征,河道的糙率通常通过曼宁公式中的曼宁系数来估计,但是当存在大量柔性植被时,传统方法的有效性和准确性会显著下降,因为柔性植被在不同流速和流态条件下的动态行为而表现出多样化的阻力特性,导致河道断面流速分布复杂,传统公式中的流速参数不易确定,导致计算结果精度低。
所以,需要一个新的技术方案来解决这个问题。
实现思路