本書全面闡述植被與水流相互作用理論。采用數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)、實驗室實驗及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,以水生植物與水流的相互作用為切入點,從水動力學(xué)角度對植被環(huán)境水流特點進行深入研究,探尋水流流動規(guī)律與不同形態(tài)植被的關(guān)系,并提出植被環(huán)境流速分布計算方法,系統(tǒng)量化植被的阻力效應(yīng)。本書力求通過簡單易懂的語言和詳細的公式推導(dǎo)使讀者快速高效地理解植被環(huán)境水力學(xué)中的相關(guān)知識。
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目錄
第1章緒論 1
1.1 概述 3
1.2 國內(nèi)外研究進展 3
1.2.1 植被阻力特性研究 4
1.2.2 水流運動特性研究 6
1.3 研究內(nèi)容概況 8
第2章不同尺度粗糙物影響下的水流特性 11
2.1 小尺度粗糙物情況下的水流特性 13
2.2 大尺度粗糙物情況下的水流特性 15
第3章植被水流流場特性 19
3.1 流速分布數(shù)值模型 21
3.1.1 控制方程 21
3.1.2 參數(shù)選取 22
3.1.3 實驗數(shù)據(jù)收集 23
3.1.4 模型驗證 24
3.2 流速分布解析模型 25
3.2.1 植被層流速解析解 25
3.2.2 自由水層流速解析解 28
3.2.3 數(shù)據(jù)搜集與匯總 28
3.2.4 流場模型驗證 29
3.2.5 參數(shù)討論 30
第4章植被水流能量損失特性 35
4.1 基本方程 37
4.2 基于數(shù)值實驗的能量損失系數(shù)公式 37
4.2.1 數(shù)值實驗過程 38
4.2.2 能量損失系數(shù)公式 40
4.2.3 模型驗證 40
4.3 基于遺傳算法的能量損失系數(shù)公式 42
4.3.1 遺傳算法計算流程 42
4.3.2 實驗數(shù)據(jù)收集與整理 43
4.3.3 能量損失系數(shù)公式 44
4.3.4 模型驗證 46
第5章植被化水動力特征參數(shù)定義 49
5.1 基本方程 51
5.2 植被化水力半徑 52
5.3 植被粗糙度 53
5.4 模型驗證 54
第6章植被阻流機理及定量化描述 57
6.1 基本方程 59
6.2 挺水植被阻流機理 60
6.3 沉水植被阻流機理 63
6.3.1 不同水層流速關(guān)系 63
6.3.2 阻力系數(shù)規(guī)律 64
6.3.3 模型對比驗證 65
第7章結(jié)論 69
參考文獻 73
附錄實驗數(shù)據(jù)匯總 85
S1 挺水剛性植被實驗數(shù)據(jù) 85
S2 沉水剛性植被實驗數(shù)據(jù) 89
S3 沉水柔性植被實驗數(shù)據(jù) 101
編后記 107