[發(fā)明專(zhuān)利]一種測(cè)試植物阻力的多組同步水槽試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011009416.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112326191B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫志林;孟鑫;祝麗麗;種琳;翟超群;丁凱璇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M10/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M10/00
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

本發(fā)明公開(kāi)一種測(cè)試植物阻力的多組同步水槽試驗(yàn)方法，該方法首先從上游至下游，在水槽中交替設(shè)置試驗(yàn)區(qū)和非植物影響區(qū)；在試驗(yàn)區(qū)中依次放置柔性沉水植物、次柔性沉水植物、光滑挺水植物和粗糙挺水植物，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)僅對(duì)應(yīng)其中一種植物；從上游至下游，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)又被分為試驗(yàn)區(qū)上游段、試驗(yàn)區(qū)植物段、試驗(yàn)區(qū)下游段，測(cè)試得到試驗(yàn)區(qū)植物段兩端的上下游水頭差；同時(shí)測(cè)試未受植物影響區(qū)同距離的沿程水頭損失，兩者之差即得到每種植物的水流阻力。本發(fā)明的試驗(yàn)方法操作簡(jiǎn)單，精度高，試驗(yàn)效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物阻力測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)試植物阻力的多組同步水槽試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

水生植物是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，多在河流、湖泊和濕地中分布，具有廣泛生態(tài)功能，對(duì)水沙運(yùn)動(dòng)有重要影響。沉水植物和挺水植物對(duì)水生態(tài)具有重要作用。以藻類(lèi)植物為代表的沉水植物多分布在湖泊，是構(gòu)成眾多食物網(wǎng)的基礎(chǔ)，其生物量反映河流的初級(jí)生產(chǎn)力。另一方面，藻類(lèi)植物吸收水體中氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并產(chǎn)生氧氣，可以達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。以蘆葦為代表的挺水植物多分布在河漫灘和濕地，對(duì)水體中的有害物質(zhì)具較強(qiáng)的吸附力，促進(jìn)河流泥沙淤積，起到凈化水體、涵養(yǎng)濕地和固灘作用。

在河流中，水生植物是水流阻力的來(lái)源之一。水生植物對(duì)河流重要的生態(tài)作用受到植被區(qū)域及其周?chē)鹘Y(jié)構(gòu)的影響，植被通過(guò)在水流速度上形成具空間異質(zhì)性棲息地來(lái)促進(jìn)生物多樣性。這些生態(tài)作用受到存在于植被區(qū)域內(nèi)和周?chē)牧鲌?chǎng)的影響，因此，開(kāi)展含植物水流阻力特性的研究具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。

在天然河流中，測(cè)量植物阻力難度高，因此需要進(jìn)行水槽試驗(yàn)。但是傳統(tǒng)植物阻力水槽試驗(yàn)存在以下問(wèn)題：

(1)一次試驗(yàn)只能測(cè)定一種植物阻力；

(2)試驗(yàn)操作復(fù)雜，試驗(yàn)成本高；

(3)對(duì)于不同組次試驗(yàn)，很難控制相同的水流條件，不具有嚴(yán)格的可比性和同步性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種測(cè)試植物阻力的多組同步水槽試驗(yàn)方法，該方法能夠顯著提高水槽試驗(yàn)效率。

本發(fā)明的目的通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種測(cè)試植物阻力的多組同步水槽試驗(yàn)方法，該方法包括如下步驟：

步驟一：從上游至下游，在水槽中交替設(shè)置試驗(yàn)區(qū)和非植物影響區(qū)；

步驟二：從上游至下游的所有試驗(yàn)區(qū)中依次放置柔性沉水植物、次柔性沉水植物、光滑挺水植物和粗糙挺水植物，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)僅對(duì)應(yīng)其中一種植物；

步驟三：從上游至下游，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)又被分為試驗(yàn)區(qū)上游段、試驗(yàn)區(qū)植物段、試驗(yàn)區(qū)下游段，測(cè)試得到試驗(yàn)區(qū)植物段兩端的上下游水頭差；

步驟四：測(cè)試未受植物影響區(qū)同距離的沿程水頭損失；

步驟五：用步驟三得到的上下游水頭差減去步驟四得到的沿程水頭損失，即得到每種植物的水流阻力。

進(jìn)一步地，所述的非植物影響區(qū)沿水流方向的長(zhǎng)度滿(mǎn)足水流進(jìn)入其相鄰的下游試驗(yàn)區(qū)的水流條件相同。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)本發(fā)明的試驗(yàn)方法能夠通過(guò)一次試驗(yàn)同步觀(guān)測(cè)獲得四種不同植物和無(wú)植物條件下的水流阻力，可節(jié)約試驗(yàn)用水80％，大大降低試驗(yàn)成本，如果水槽足夠長(zhǎng)，一次試驗(yàn)可測(cè)量n種植物的水流阻力，則節(jié)約用水

(2)本方法的一次試驗(yàn)就能完成傳統(tǒng)試驗(yàn)方法需多次才能完成的試驗(yàn)，大大減少試驗(yàn)前準(zhǔn)備時(shí)間，顯著提高試驗(yàn)效率。

(3)不同植物的水流阻力在同樣試驗(yàn)條件下得到，使之具有嚴(yán)格意義上的可比性和同步性，顯著提高不同植物水流阻力對(duì)比試驗(yàn)的精度。

附圖說(shuō)明

圖1為水槽俯視圖。