本發(fā)明涉及河道流態(tài)調控，特別涉及基于特斯拉閥的流態(tài)調控生態(tài)河道及河道流態(tài)模擬方法。

背景技術：

1、平原河網地區(qū)水網縱橫交錯，水系復雜，通常受地形、潮汐、風向或水利工程調控等多種因素影響，水流具有往復不定、流速變化大、動力分布不均勻以及混合作用顯著等特點。

2、密集的人類活動也給平原河網地區(qū)帶來了水環(huán)境問題，如圖1所示的現有與外部大水體直接連通的順直河道，主要表現為受外河水量和污染負荷沖擊，水體渾濁，水體污染和生態(tài)退化，感官度差。

3、因此，如何在不影響調蓄空間的前提下保持河湖連通，把握自然與人工介入的關系，依賴自然力推動生態(tài)修復成為本領域技術人員亟需解決的技術問題。

技術實現思路

1、有鑒于現有技術的上述缺陷，本發(fā)明提供基于特斯拉閥的流態(tài)調控生態(tài)河道及河道流態(tài)模擬方法，實現的目的是把握自然與人工介入的關系，在不影響調蓄空間的前提下保持河湖連通，依賴自然力推動生態(tài)修復。

2、為實現上述目的，本發(fā)明公開了基于特斯拉閥的流態(tài)調控生態(tài)河道，適用于與具有污染負荷沖擊的外河道連通的內河。

3、所述內河的兩側河岸均為沿水流方向設有若干內凹的鋸齒狀結構的河道岸坡；

4、所有所述鋸齒狀結構內均設有植生島，將所述內河分隔呈特斯拉閥結構。

5、優(yōu)選的，每一所述植生島均采用深插的若干混凝土預制樁形成連續(xù)擋墻；

6、每兩根相鄰的所述混凝土預制樁相接的一面均設有互相匹配的凹凸面耦合面。

7、本發(fā)明還公開了基于特斯拉閥的流態(tài)調控生態(tài)河道的河道流態(tài)模擬方法，采用mike軟件中水動力學模塊，即hd模塊進行河道流態(tài)模擬；

8、其中，沿水深平均的二維淺水流動質量和動量守恒控制方程組為：

9、

10、其中，h為水深；

11、h為凈水深；

12、ξ為水位；

13、h＝h+ξ；

14、t為時間；

15、p和q分別為x方向和y方向上的流通通量；

16、c為謝才系數；

17、g為重力加速度；

18、f為科氏力系數；

19、ρ為水的密度；

20、w、wx、wy分別為風速及在x方向和y方向上的分量；

21、fw為風阻力系數；

22、τxx、τxy、τyy為有效剪切力分量。

23、本發(fā)明的有益效果：

24、發(fā)明通過構建鋸齒狀河道岸坡并嵌搭植生島，從而調控往復流情況下外圍河道的流量和污染負荷對內河的沖擊。

25、本發(fā)明與硬質護岸相比，平原河網地區(qū)現有生態(tài)河道主要有自然植被護岸、石籠護岸、生態(tài)混凝土護岸和木質結構護岸等型式，更注重岸坡與水體物質和能量的交換，生物連通性好，實現“生態(tài)為先、道法自然”的理念。

26、以下將結合附圖對本發(fā)明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

技術特征：

1.基于特斯拉閥的流態(tài)調控生態(tài)河道，適用于與具有污染負荷沖擊的外河道(1)連通的內河(2)；其特征在于，

2.根據權利要求1所述的基于特斯拉閥的流態(tài)調控生態(tài)河道，其特征在于，每一所述植生島(22)均采用深插的若干混凝土預制樁(23)形成連續(xù)擋墻；

3.根據權利要求1所述的基于特斯拉閥的流態(tài)調控生態(tài)河道的河道流態(tài)模擬方法，其特征在于，采用mike軟件中水動力學模塊，即hd模塊進行河道流態(tài)模擬；

技術總結
本發(fā)明公開了基于特斯拉閥的流態(tài)調控生態(tài)河道及河道流態(tài)模擬方法，基于特斯拉閥的流態(tài)調控生態(tài)河道適用于與具有污染負荷沖擊的外河道連通的內河；內河的兩側河岸均為沿水流方向設有若干內凹的鋸齒狀結構的河道岸坡；所有鋸齒狀結構內均設有植生島，將內河分隔呈特斯拉閥結構。河道流態(tài)模擬方法采用MIKE軟件中水動力學模塊，即HD模塊進行河道流態(tài)模擬。本發(fā)明通過構建鋸齒狀河道岸坡并嵌搭植生島，從而調控往復流情況下外圍河道的流量和污染負荷對內河的沖擊。

技術研發(fā)人員：陳燕,黃瑾,吳文高
受保護的技術使用者：上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15