振荡波和单向流共同作用下太湖及其主要支流底泥侵蚀实验

太湖水体在风浪、湖流及入湖河道的综合作用下，具有强烈的振荡波动特征。据国外研究成果，振荡波产生的底部切应力要远大于单向波或单向流，对底泥侵蚀产生重要作用，但类似研究在太湖还未开展。本项目将利用能够模拟太湖振荡波/单向流单独或叠加作用的实验装置，研究太湖及其主要入湖河道底泥在波浪/湖流单独或综合作用下的侵蚀及传输特征。具体为：（1）研究振荡波/单向流单独作用或不同叠加方案下水槽底部切应力，研究振荡波或单向流对切应力的贡献，并建立其相互间的经验关系。（2）利用太湖及其主要入湖河道原状底泥，研究其在不同切应力下的侵蚀率及传输特征，研究入湖河道底泥侵蚀对湖体沉积物贡献。（3）以太湖湖区长系列实测资料为基础，分析实验装置中的切应力条件与太湖湖区风速风向、水文、气象条件的关系，研究实验结果外推到野外实际应用的条件和因素。研究成果可为明确太湖内源释放量及泥沙、富营养化数学模型提供重要参数和理论支撑。

太湖水体在风浪、湖流及入湖河道的综合作用下，具有强烈的振荡波动特征。据国外研究成果，振荡波产生的底部切应力要远大于单向波或单向流，对底泥侵蚀产生重要作用，但类似研究在太湖还未开展。本项目利用能够模拟太湖振荡波/单向流单独或叠加作用的实验装置，研究太湖及其主要入湖河道底泥在波浪/湖流单独或综合作用下的侵蚀及传输特征。具体为：（1）研究振荡波/单向流单独作用或不同叠加方案下水槽底部切应力，研究振荡波或单向流对切应力的贡献，并建立其相互间的经验关系。（2）利用太湖及其主要入湖河道原状底泥，研究其在不同切应力下的侵蚀率及传输特征，研究入湖河道底泥侵蚀对湖体沉积物贡献。（3）以太湖湖区长系列实测资料为基础，分析实验装置中的切应力条件与太湖湖区风速风向、水文、气象条件的关系，研究实验结果外推到野外实际应用的条件和因素。在探讨底部切应力及底泥侵蚀这一水动力效果时，植被因素亦不可忽略，因为植被（沉水植物和挺水植物）对太湖水动力有较大影响。植被可保护岸堤免于波浪和紊流的冲击，可以通过改变水体底部切应力而间接影响底泥侵蚀率，同时可以增大水流阻力减小流速影响通航。现阶段学者们对波浪、水流和植物三者共存情况的水动力研究还为数不多，而在实际水环境中三者共存的情况却较为普遍。对于波浪-湖流-植物共存场，水体动力结构，沉积物迁移，动量交换，和植物形态变化等均有待考究。因而本项目通过在室内大型矩形水槽内进行波流叠加作用于不同种类水生植物的实验，探讨了水动力结构以及底部切应力的变化情况。以上研究成果可为明确太湖内源释放量及泥沙、富营养化数学模型提供重要参数和理论支撑。