槐文信，杨水草，杨中华，李 丹

武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉430072

在生态明渠水流研究中，植被区与非植被区交界的动量交换机理一直为学者关注.文献［1-5］对有植被渠道的水流阻力给出了不同的估计方法.文献［4-6］指出局部植被覆盖的渠道中植被区与非植被区交界处的横向动量交换会对水流的阻力产生影响.文献［7-8］对局部有植被渠道的流速、剪切层分布以及剪切涡向植被区与无植被区入侵的深度进行了研究.二维水流模型较三维模型简单，通常能满足工程需求，如用立面二维模型预测库水温及含沙分布等［9］.同样，水深平均模型作为复杂水流计算的一种简化模型，易操作，经过适当修正也能满足各种工程需求，故其在植被水流的估计中得到广泛应用.文献［10-12］采用或改进水深平均模型对不同情况下的植被水流进行计算.本研究利用已提出的植被区等效曼宁阻力系数思想，重新推导了植被等效阻力系数公式，并引入了修正系数k，将修正后的等效曼宁阻力系数用于水深平均模型，对局部有植被渠道的流速分布进行探讨.

1 数学模型

1.1 等效曼宁系数公式的推导

床面切应力［11］为

其中，ρ为水密度;g为重力加速度;n为河床曼宁阻力系数;c=cvmin(h，hv)/h［10］为植被密度，hv为植被高度，h为水深，cv为植被层植被体积与水体积之比［10］，即植被层的植被密度;U为水深平均流速矢量，，u和v为水深分量;床面摩擦因数Cf=gn2/h1/3.

作用在单位体积上的拖曳力为［10］

其……