基于FLUENT刚性植被茎粗对坡面流特性影响研究

周建森，张升堂，张景洲，徐雪峰

（山东科技大学地球科学与工程学院，山东青岛266590）

随着我国经济社会的高速发展，坡面土壤侵蚀已成为我国环境问题一大挑战。在减缓坡面土壤侵蚀方面，植被起着至关重要的作用。由于坡面植被生长状态的不同，一定程度上改变了坡面水流内部结构，增加动能损失，对坡面流具有阻延、拦蓄作用，使坡面水流具有复杂多变的特性[1,2]。在河流和生态过程的影响中，河岸植被在洪水灾害、河流恢复和水生态管理中变得越来越重要[3]。近些年来，国内外诸多学者开始关注生态环境，对含有植被的坡面展开了很多研究，主要是通过植被的行列走向，茎秆粗度，行列间距等方面，从而使人们对这一问题有了逐步深入的了解[4]。CAROPPI G 等用声学多普勒测速仪测定了平均流速和湍流结构，并从录像中研究了植物的动态运动。结果表明复杂的灌木状植被经历季节性叶片脱落和随着水动力的增加而导致阻力减小[5]。张升堂等分析在植被淹没或非淹没状态不同植被覆盖密度影响下，地表糙率的变化规律与特征。结果表明地表糙率取值与植被覆盖密度成正相关；同一下垫面情况下，地表糙率取值会随着不同的水流方向发生改变[6]。WANG Y T 等通过水槽实验研究3 种密度（密集、中间和稀疏）和3 个位置（山顶、后坡和脚坡）组合排列的刚性挺水植被的水流动力学，表明Re不是植被边坡水力粗糙度的唯一预测因子。在坡向上，由于植被区前的时序效应和植被区内的快速输运效应，植被坡上的所有水动力参数呈现出上下波动的趋势[7]。……