中文摘要：

随着我国对环境生态建设的日益重视以及江河湖海堤岸生物防护工程的不断发展，有植物约束作用的河道水流、泥沙输移问题越来越多，其宽度调整和断面水力几何形态计算，已明显不同于无植物作用的情况。依据复式河渠岸滩植物分布范围、密度及其相对高度，针对植物周边尾涡产生、叠加和溃灭过程，以及雷诺切应力和紊动扩散系数发生改变化等特征，融合多学科最新理论，采用系统动力学分析方法，开展流、植物、泥沙间高阶次、非线性、多重反馈的时变系统的复杂响应研究，建立细颗粒泥沙河宽调整动力方程和数值仿真模型，探讨植物作用下的岸滩演变规律及其稳定水力几何形态等疑难问题，旨在丰富泥沙运动力学和河床演变学的研究内容，为防洪工程、航道整治工程、城市生态水利建设工程及河滩地合理开发利用提供技术支持和科学决策依据。

结论摘要：

基于国内外研究资料及其成果分析，本课题系统开展了复式河道滩地植物的定床与动床试验，精细地观测了植物丛内三维流速分布与河宽动力调整过程，并进行了相应的理论研究与数值模拟，取得如下研究结论 1．淹没植物丛内的水流受到河底边界、植物斜向屈服边界与植物顶边界的联合作用，流速发生亏损，垂直剖面偏离对数曲线，呈现正负梯度交替变化的波动特征。最大亏值发生在植物顶边界处，其分布曲线符合对数高阶幂率关系。 2．淹没植物丛内的紊动强度与雷偌应力分布同样受到河床与植物复杂边界的影响，呈现正负梯度交替变化规律。底边界与植物顶边界间的紊动强度与雷偌应力出现减弱，植物制紊作用突显；高于植物顶边界的紊动强度与雷偌应力则随位置高度的增加而增大，呈现第二底边界的强烈造紊效应。 3．植物对水流的阻滞作用，掩蔽了下游植物与河床，降低了床面拖曳力，反过来，植物则相应增大了水流阻力及床面糙度，附加糙率值与植物屈服高度的4/3次方成比例，滩地流量亏损与无效过水面积的增加是导致水位壅高的主要原因。 4．滩地植物能有效抑制泥沙运动，减缓河床横向展宽，促进滩地水流归槽，加大主槽流速与冲刷。?