郝由之,假冬冬, ,张幸农,吴 磊,陈长英
(1.南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏 南京 210029; 2.长江保护与绿色发展研究院,江苏 南京 210098)
河流形态演变是河流动力学研究的基本问题,传统的河道演变预测通常只考虑河道与水流之间的相互作用,未将河道中广泛存在的植被因子考虑在内[1]。事实上,植被广泛存在于河流系统中,其茎干等地上组织作为一种阻力边界会扰动水体、改变水流条件[2],进而影响岸滩侵蚀过程、河岸稳定性及河流形态变化;此外,植被地下根系会与土体相互缠绕、增加土质黏性,特别是对于岸滩植被而言,可以很好地起到稳定河势的作用[3-4],由此可见植被能够通过诱发河道水动力学及岸滩稳定土力学之间的相互反馈作用而改变河流形态,形成动力响应机制发挥其效应。
植被河道的水流特性十分复杂,不仅受千变万化的河流形态及来水条件影响,还与植被直径、高度、柔韧度、淹没度及排列方式等密切相关[5-8]。通过揭示植被特性、河道形态及水动力特性之间的响应得出普适性规律,有助于深入理解河道紊流结构并丰富生态水力学理论。在考虑植被对水流特性影响的基础上,开展植被根系固土研究,并延伸到植被对岸滩稳定及形态演化的影响,可以综合反映植被在河流系统演变过程中发挥的效应,为科学预测河流形态演变提供依据,对植被河流动力学具有重要的基础理论意义。……