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摘要：结合北京市凉水河水环境治理工程, 利用水槽试验, 研究河道布设生物填料后, 其阻力特性的变化规律。分析了水槽中布设单排、双排生物填料, 在不同生物填料高度、流量等运行条件下,水槽综合糙率系数的变化规律; 定量提出生物填料相对高度与综合糙率系数的相关关系。并根据凉水河河道水力参数及布设的生物填料数量、高度等参数, 提出凉水河布设生物填料后的综合糙率系数值,为论证凉水河水环境治理工程是否影响河道行洪安全提供技术依据。

 

关键词：生物填料 河道阻力 糙率 水槽试验

 

中图分类号tv131.2+ 2 文献标志码a 文章编号1673- 4657( 2007) 06- 0017- 05

 

effects of biogenic packing on flow r esistance in the water environment tr eatment project of liangshuihe river yang shu- hui wang li- xu zhang chun- yi wang yuan- hang

 

( beijing hydraulic research institute, beijing, 100044, china)

 

abstr act the flow resistance of liangshuihe river in beijing with installation of biogenic packing is investigated, through flume test in laboratory. the variation of manning’s roughness coefficient is analyzed under different discharge and height of the biogenic packing for the circumstances of one and two rows of biogenic packing installed. d on the experimental results, a linear relationship between manning’s roughness coefficient and the height of biogenic packing is obtained. according to the relationship, the roughness coefficient of liangshuihe river is reasonably determined after installation of biogenic packing.

 

key words biogenic packing flow resistance manning’s roughness coefficient flume test

 

生物接触氧化技术为河道水环境治理方法之一,它通过设置生物填料, 并辅以曝气, 从而对污水进行充氧, 使处于流动状态的污水与生物填料充分接触,利用填料上的生物膜对水体进行净化。布设生物填料必然增加河道对水流的阻力, 河道的综合糙率系数必然增大, 不利于河道行洪。因此, 利用生物填料对河道进行水环境治理的同时, 必须研究河道阻力特性的变化。

 

北京市凉水河水环境治理所用的生物填料为阿科蔓, 是一种水处理生物科技材料, 应用于水生态环境修复和水污染防治。阿科蔓形似布条, 其一端固定于河床, 在静水中或水流强度很弱时呈直立状, 当水流运动速度较大时呈倾斜倒状, 它对河道的阻力类似于具有一定高度的低矮天然水生植物的作用。水生植物的阻水作用一般与植物的密度和分布、叶尺寸、茎尺寸和强度等因素有关(green, 2005) [1], 国内外已开展了一些这方面的研究工作。green ( 2005) [1]对以往关于水下植物如何影响河道阻力的理论模型的研究工作进行了评述, 并提出新的理论模式, 证明河道阻力与植物占河道比例之间的关系是非线性的。carollo 等( 2005 ) [2] 研究了柔性淹没植物( flexible submergedvegetation) 对阻力的影响, 建立了阻力系数与剪切雷诺数、水深- 植物高之比以及植物弯曲度间的关系,jarvela ( 2005) [3] 开展了类似的工作; james 等(2004) [4]、jordanova 等( 2006) [5] 则分别提出了有非淹没植物( emergent vegetation) 存在的河道内阻力系数的模型;jarvela ( 2002) [6] 对不同的天然植物开展研究, 讨论了