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Near-bed hydrodynamic measurements above boulders in shallow torrential streams: Implications for stream biota

机译：浅洪流中巨石上方的近床水动力测量：对河流生物区系的影响

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摘要

The near-bed hydraulic environment inhabited by torrential stream fauna was characterized by recording velocity profiles, near-bed velocities, and local wall shear stresses over the upper surface of boulders (or stones) in a mountain stream located in eastern British Columbia. Velocity profiles regularly deviated from a semi-logarithmic shape, and were often found to be "wedge-shaped", due likely to near-bed acceleration resulting from flow constriction over the leading edge of the stones. Local bed shear stress (w) measured using a Preston-static tube (PST) was generally lowest over the leading edge of the boulders, and increased over the upper surface, reaching a maximum near the rear of the stone (upstream of the point of flow separation). Local bed shear stresses measured by the PST were similar to those estimated from the law of the wall (i.e., velocity gradient method based on estimating w from the slope of the regression of U on ln(z)) only at locations where velocity profiles were log-normally distributed. Where velocity profiles were wedge-shaped, the law of the wall underestimated w compared to the direct measurements using the PST. The possible influences of torrential streambed geometry and relative submergence on near-bed flow parameters and the ecology of stream fauna are discussed. Key words: benthic, velocity profile, shear stress, Preston-static tube, law of the wall, rough turbulent flow.L'environnement hydraulique à proximité du lit, habité par une faune de ruisseau torrentiel, a été caractérisé en enregistrant les profils bathycélérimétriques, les vélocités au lit et les contraintes locales de cisaillement le long du mur à la surface supérieure des blocs (ou des roches) dans un ruisseau montagneux de l'est de la Colombie-Britannique. Les profils bathycélérimétriques s'éloignaient régulièrement de la forme semi-logarithmique et prenaient souvent la forme d'un pic en raison, selon toute probabilité, de l'accélération près du lit laquelle découle de la constriction de l'écoulement par dessus le front avant des roches. La contrainte locale de cisaillement du lit (w), mesurée en utilisant un tube de pression statique de Preston (PST), est généralement à son plus bas au-dessus du front avant des blocs et augmente sur la surface supérieure, atteignant un maximum près de l'arrière de la roche (en amont du point de séparation de l'écoulement). Les contraintes de cisaillements locales au lit mesurées par le PST sont similaires à celles estimées à partir de la loi du mur (c.-à-d. méthode du gradient de vitesse basé sur l'estimation de w à partir de la pente de régression de U par rapport à ln(z)) uniquement aux endroits où les profils bathycélérimétriques suivaient une distribution log-normale. Lorsque les profils bathycélérimétriques avaient la forme d'un pic, la loi du mur sous-estimait w par rapport aux mesures directes prises avec le PST. Les influences possibles de la géométrie du lit d'un ruisseau torrentiel et de la submersion relative sur les paramètres de débit au lit et l'écologie de la faune du ruisseau sont abordés. Mots clés : benthique, profil bathycélérimétrique, contrainte de cisaillement, tube de pression statique de Preston, loi du mur, régime turbulent rugueux. [Traduit par la rédaction]
机译：洪流动物居住的近床水力环境的特征是记录了不列颠哥伦比亚省东部山区河流中巨石（或石头）上表面的速度剖面，近床速度和局部壁面剪应力。速度轮廓规则地偏离半对数形状，并且经常被发现是“楔形”，这归因于由于石头前缘上的流量收缩而导致的近床加速。使用普雷斯顿静态管（PST）测量的局部床层剪应力（ w ）通常在巨石的前缘最低，而在上表面则有所增加，在后缘附近达到最大值。石头（流分离点的上游）。通过PST测量的局部床切应力与根据墙的定律估算的相类似（即，基于从ln（z）上U的回归斜率估算 w 的速度梯度方法）仅在速度分布呈对数正态分布的位置。在速度剖面呈楔形的情况下，与使用PST进行的直接测量相比，壁的定律低估了 w 。讨论了洪流河床的几何形状和相对淹没对近床水流参数和河流动物生态学的可能影响。关键词：底栖，速度剖面，切应力，普雷斯顿静态管，壁的规律，湍流粗糙，位于哥伦布-不列颠哥伦比亚省的蒙蒂涅街市的ruisseau mont uxagne de locs de la locs de la du du muràla des du loc de la des de la locs铝制餐具的法律对策和半成品的对等，塞隆语宣传的可能性，中美洲的法制式的公共场所的法拉利德罗什。巴黎州立监狱管理局（ w ），普雷斯顿国家统计局（PST）的经济担保，前阵线和前阵地的经济援助地表最高保护权，最高可在拉罗什法院获得罚款（en demont deséparationde l'écoulement）。合同法规定的地方法院裁定权的证明书（c.-à-d.méthodedu gradient de vitessebasésur l'estimation de w 优等关系的部分分辩率àln（z））唯一的辅助特征，即对连续性和正态分布的深浅不一的分布。 Lorsque les profilsbathycélérimétriques可以从la forme d'un pic，la loi du mur sous-estimait w par happort aux mesures指导pris avec le PST。可能影响到卢克索流星雨和沉没的相对情感，可能影响卢比索河谷的风采和变种。主题：底特律，底特律浴巾，西西里河禁忌，普雷斯顿统计局，穆尔河，湍急的鲁格奶酪。 [Traduit par la redaction]

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