刚性植物对污染物输移扩散规律的研究

在矩形平底水槽中,用PVC圆柱棒模拟了刚性植物,用罗丹明溶液作为指示剂模拟了植物对污染物的输移扩散的影响。结果表明:污染物浓度垂向分布的最大值随时间的增加向水槽底部移动。这是因为植物的存在使水流的形态发生了改变,植物层水流的流速降低而滞留了水中的污染物质。污染物浓度梯度随时间的增加越来越小,浓度沿水深分布趋于均匀。这是因为植物增强了水流的紊动特性,污染物的垂向扩散作用增大,降低了下游水体污染物的浓度,控制了下游水体的污染状况。     

含植物河道的水流垂向流速分布试验研究

河道植物可保持水土并净化水质,对生态系统有很好的修复作用,但河道植物会降低河道的输水和泄洪能力,因此研究植物对水流特性的影响非常重要。为此使用PVC圆柱棒模拟刚性植物,在矩形平底水槽中,采用三维多普勒超声测速仪(ADV)对含刚性植物河道的水流流速垂向分布规律进行了试验研究,分析了含刚性植物明渠水流的流速变化规律。结果表明,无植物区域水流流速垂向分布呈"J"型,符合半对数分布关系;有植物区域,无论是否淹没,水流流速垂向分布呈"S"型,淹没条件下流速垂向分布大体分为植物区域和植物区域以上部分两个区域;植物区域流速垂向分布曲线在局部区域内有一个极小值,取得极小值的拐点在相对淹没度为0.5附近;植物区域以上部分流速垂向分布呈"J"型。     

生态-水网系统关键影响因子识别研究

针对单独使用层次分析法易出现主观判断的局限性,以及使用熵值法易出现偏离真实的可能性,提出了联合层次分析法和熵值法两种方法构建一种新的评价模型,来对生态-水网复合系统的指标权重进行量化。即在层次分析法计算权重后,使用熵值法对指标权重进行计算,然后根据二者的综合函数确定权重。与单独采用层次分析法和熵值法相比,层次分析法和熵值法结合对生态-水网复合系统指标进行了主观与客观相结合的量化,降低了数据在分类和识别中的识误率和拒识率,使结果更具客观性和合理性。并利用河北省的生态、水网数据,分析了2008-2012年生态、水网两个子系统,计算得出了生态-水网复合系统中十个指标的权重,为复合系统的耦合模拟乃至评价管理奠定了基础。     

淹没刚性植物水流纵向流速垂向分布研究

根据室内水槽试验和理论分析,提出了一种两层模型(植物层和植物层以上区域)来预测含淹没刚性植物水流纵向流速垂向分布。对于植物层以上区域,采用了与修改的混合长度理论相结合"新的植物边界层"的概念去分析,并提出了一个预测在这个区域水流的流速垂向分布模型。对于植物层,通过拟合试验数据给出了解析式。最后,通过试验结果分析,这种预测淹没刚性植物水流流速垂向分布的两层模型与结果具有很好的一致性。