植被对河道水流及岸滩形态演变影响研究进展

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。

1 植被对河道水流特性影响研究

1.1 植被对水流阻力影响研究

植被是河流生态系统中重要的生物因子，但植被的存在会导致水位壅高、水流阻力增大、流速减小，因此，出于对河道行洪安全的考虑，必须了解植被对水流阻力特性的影响，才能做出可靠的洪水预报。河道水流阻力一般通过糙率系数（如曼宁系数n和摩擦阻力系数f）进行描述，它是考虑河床、河岸不规则边界及粗糙度的综合性系数[9]。在确定糙率系数时，首先建立带有阻力项的水动力学模型，然后将测得的水深、流速等参数代入阻力方程，得到不同水力条件下的糙率系数，但是当河道中有植被时，受植被形状、柔韧性、淹没度及分布方式等因素影响，会给粗糙系数的确定增加难度。

国内外学者对植被河道水流阻力进行了大量研究。早期，由于测量手段的限制，着重研究不同植被水流条件下糙率系数的变化[10]。传统的方法是将曼宁系数n与一些用来描述流动条件的参数相关联，建立nvR曲线，其中vR是平均速度和水力半径的乘积。Ree[11]以n-vR关系曲线形式总结了以往植被河道水流阻力的研究成果。Kouwen 等[12]对该曲线在特定状况下的规律进行了修改和补充，使其有了更广泛的应用。但n-vR曲线实际上反映了曼宁系数与雷诺数的关系，并没有体现出植被与水流关系的本质，也没有考虑植被特性参数的影响。于是很多学者[5-8]又开展了植被特性参数（如植被密度、刚度、淹没度及植被群占河流表面积比）与糙率系数相关关系的研究。此外，唐洪武等[13]还通过水槽试验结果建立了等效综合糙率系数计算式，该公式将植被密度、刚度及几何特性都考虑在内，具有较广的应用价值。

由于植被单元可视作尺度较大的粗糙元，水流经过植被时可视为圆柱饶流问题，因此，除了通过糙率系数揭示植被对河道水流阻力影响之外，还可以用拖拽系数CD来描述植被对水流的阻力效应。Petryk等[14]通过建立含植被水流的力学平衡公式，得到了曼宁系数n与拖拽系数CD之间的简单转化关系，但同样没有将植被特性与拖拽系数建立相关性。随后很多学者[15-16]针对不同特性的植被建立了相应的拖拽系数计算公式，可为具有相似性质的植被水流阻力估算提供参考。

综合看来，植被对河道水流阻力的影响可以通过糙率系数或拖拽系数进行很好地描述，但是植被水流阻力是一个涉及多因素、多条件的复杂问题，在针对实际问题时还需考虑特定的植被参数和水流条件，才能得出更准确的评估。

1.2 植被对床面切应力影响研究

近期研究表明，植被河道的泥沙输移速率可能与河床切应力有关[17]，因此了解植被河道的河床切应力分布对理解沉积物输运模式具有重要意义。在无植被河道中，存在多种估算河床切应力的方法，但由于植被会对流速剖面和湍流产生影响，这些方法大多不适用于有植被的河道。

对于植被河道，水体受重力作用沿流向的下滑力平衡了床面切应力和植被阻力，于是Jordanova等[18]试图通过从下滑力中减去植物的阻力来估算床面切应力，但植被阻力和水体下滑力都比床面切应力大一个数量级，因此该方法会导致较大的不确定性。

在无植被河道中，近床面紊动能可用于估算床面切应力，因为紊动能主要由床面剪切产生，所以床面切应力与紊动能间存在一定联系。而在有植被的河道中，植被产生的紊动占总紊动能的主要比重[19]，使得河床切应力与紊动能之间较难联系其相关性。

Etminan等[20]利用计算流体动力学模型模拟了植被河道的床面切应力，研究表明河床切应力的空间变异性随着植被密度的增加而增加，植被间的河床切应力也随植被密度的增加而增加，但植被群整体导致的床面切应力没有体现。Kang等[21]采用雷诺应力模型研究了含漫滩植被复式河道的河床切应力，发现随着植被密度的增加，河漫滩底部剪应力整体减小，滩槽交界面和主河道底部切应力增加，其模拟结果也与试验结果吻合很好。

目前，均匀流条件下植被河道的床面切应力可以得到较好估计，而实际河道中非均匀流情况居多。对于无植被河道，Zhang等[22]指出在减速流中，床面切应力沿流动方向减小，在加速流中，床面切应力沿流动方向增加，所以对植被河道在非均匀流条件下的床面切应力变化也有待研究。

1.3 植被对流速分布影响研究

对于淹没和非淹没植被，其纵向流速在垂向上的分布有较大差异。对于非淹没植被，垂线流速分布与无植被的河道类似，除了河床附近受床面阻力影响呈对数分布之外，在整个水流深度上，纵向流速接近均匀分布。对于淹没植被，纵向流速沿水深分布不再遵循传统的对数分布规律，特别在植被顶端附近，流速会出现拐点，导致流速分区且具有较强的不均匀性。目前，关于流速分区现象，主要存在两区划分和三区划分的观点。

1.3.1 两区划分 两区划分是将流速在垂向上分为植被区和植被顶部的自由水流区两部分。许多学者针对植被淹没情况进行水槽试验，并采用不同的长度尺度和速度尺度进行无量纲化，得出了多种形式的垂线流速分布公式。Stephan等[23]采用植物弯曲后的平均高度Hiv作为长度尺度、传统摩阻流速u*作为速度尺度，得到了植被顶部的流速分布公式为：其中，k为卡门常数，y为距河床的高度。Kouwen等[12]采用植物高度Hv作为长度尺度、u*作为速度尺度，得出的公式为：，其中uHv为距离河床Hv处的流速。槐文信等[24]采用Hiv为长度尺度、植物层顶部的摩阻流速为速度尺度（S为水槽坡度），并基于掺混长度理论得到的流速分布公式为：由此看出，采用不同的特征尺度无量纲化得到的流速分布式存在较大差异，事实上，这是由于植物种类、密度、柔韧度、几何形状、淹没情况和水流条件不同，才导致了流动参量分布形式的不同，但总体趋势较为一致，主要呈对数律分布。

1.3.2 三区划分 相比于两区划分，三区划分更加复杂，不仅分区标准未达成一致，各区所遵循的流速分布规律也不尽相同。根据流速分布，三区大致可划分为植物中下部近床面区、植物顶部与上部水流交界区以及远离植物顶部以上自由水流区。

文献[25]以塑料条模拟植被进行水槽试验，将流速以Hiv和Hv1沿水深方向进行分区，其中Hv1为一个略高于植被的高度，在0＜y≤Hiv区域，流速呈幂律分布；在Hiv＜y≤Hv1区域，流速为线性分布；在Hiv＜y≤H区域，采用不同的特征尺度进行无量纲化，得出幂律和对数率两种流速分布形式。Carollo 等[26]提出以Y1和Y2为分界点进行三区划分，其中Y定义为y/H，即垂向位置与水深的比值，Y1和Y2分别位于植物顶端上方和下方，通过结合混合长度理论得出了反正切函数的速度分布规律。

可以看出，选择不同的分区节点、采用不同的特征尺度进行无量纲化，最终得到了对数律、幂律和反正切函数律多种形式的流速分布式。闫静等[27]指出对不同的区域要采用合适的且能涵盖植被特性和水流特性的特征尺度，进行有效的无量纲化，才能得到公认且一致的流动参数分布规律。当然，随着计算机科学的发展，数值模拟研究在水流模拟方面得到了广泛应用，其计算结果已经可以很好地同水槽试验结果相吻合，虽然未得到统一的流速公式，但发现淹没植物的纵向流速沿垂线以植物顶端附近为拐点，总体呈反“S”型分布[28-29]。

1.4 植被对紊动特性影响研究

对于植被河道，植被层与非植被层交界处存在水流剪切作用，因此水体会产生强烈的紊动，水流特性随之表现出复杂的三维各向异性，为了探明植被河道的紊流机理，国内外学者从水槽试验到数值模拟开展了一系列研究。

1.4.1 试验研究 早期，Nepf[30]利用示踪剂显示圆形植被阵列内的紊流形态变化，发现紊流尺度受到植物密度和外形的影响。在此基础上，研究者开始探究植被刚度、淹没度、密度、植被类型及排列方式对紊动特性的影响。López等[31]和Nezu等[32]分别以木棒和条状薄片模拟淹没刚性植被进行水槽试验，并采用ADV、LDV和 PIV 测量工具进行流场测定，结果均表明紊动强度最大值出现在植被顶部。张英豪等[33]以苦草为研究对象，进行淹没柔性植被水流的紊动特性研究，发现紊动能在冠层顶处最大，并向水面与床底进行垂向传输，说明对淹没的柔性和刚性植被而言，冠层顶部速度梯度最大，水体脉动最强烈，因此，紊动强度和紊动能最大值均出现在该区域。吴福生等[34]对比了刚性和柔性植被在相同水流条件下的紊动特性，发现含刚性植被水流的紊动强度沿水深均远大于含柔性植物水流，并且在植被冠层最明显。此外，闫静等[27]对淹没刚性植被进行水槽试验，发现水流紊动特性还受植被淹没度影响，当淹没度较小时，雷诺应力分布遵循指数分布，淹没度较大时则满足线性分布。

在植被密度影响方面，焦军丽等[35]以刚性非淹没圆形植被阵列为研究对象，探讨了不同植被密度下紊动能的横向、纵向和垂向分布规律。李艳红等[36]分析了植被密度对紊动强度垂向分布最大值及其出现位置的关系，发现在一定植被密度范围内，因植被微弱的摆动和冠层边界的不规则性，紊动强度随植被密度增大而增大，当植被密度达到一定程度时，紊动强度随植被密度增加而减弱。综合植被密度及植被类型对紊动特性的影响，赵连权等[37]以天然沉水植物狐尾藻和菹草为试验对象，发现植被密度较大时，紊动强度较大，且不同植被对紊动强度的影响规律相似，当植被密度较小时，紊动强度较小，但不同植被条件下紊动强度垂线分布差异较为明显。

此外，还有学者特别针对不同类型的植被进行试验研究，赵芳[38]以双层植被和树冠植被为研究对象，发现不同植被下的紊动强度分布有较大差异；杨克君等[39]选用不同的材料分别对乔木、灌木和野草进行模拟，并将植被布置于滩地位置，试验结果表明，水流的紊动强度受植被种类的影响较大，但总体趋势相同，滩地植被会引起水流紊动强度的增加，且纵向和垂向的紊动强度相当，都服从S型分布。事实上，对于滩地生长植被的复式河道而言，植被的存在不仅影响紊动特性垂向分布，对横向分布影响也很显著。王忖[2]对复式河道滩地种树情况进行试验研究，发现滩地种树后滩槽交界处紊动强度会显著增大，但在主槽中心紊动强度变化不明显。

以上研究中植被通常被设置为单一有序的排列，而在自然河道中，植被的排列方式有多种情况。樊新建等[40]针对淹没柔性植被在矩形排列和梅花式排列两种分布情况进行了水流特性研究，得出在植被区顶部，水流紊动特性规律相似，而在植被层区，矩形排列方式下的紊动强度高于梅花式排列情况，梅花式排列的植被阻水效应更显著，这说明植被排列方式也是影响水流特性的重要因素。

1.4.2 数值模拟研究 在进行植被水流试验研究的同时，很多学者也试图利用数值模拟方法研究植被对水流特性的影响。相比模型试验，数值模拟可准确获得整个计算域的水动力特性，常用的数值模拟方法按照计算原理可分为雷诺平均方法（RANS）和大涡模拟方法（LES）两大类。雷诺平均方法是指针对特定的水流条件建立雷诺平均方程，并结合紊流模型进行方程的封闭，如k-ε紊流模型、k-ω紊流模型和雷诺应力模型（RSM）等。大涡模拟方法是对斯托克斯方程进行滤波处理，大尺度涡通过控制方程直接求解，小尺度涡使用通用模型来进行模拟。

（1）雷诺平均方法。采用雷诺平均方法研究植被水流时，可以从两种角度进行考虑。第一种是在求解动力方程时通过对动量或紊流输运方程增加源、汇项来反映植被对水流的影响，以达到对动力方程的补充与修正；第二种是将植被直接视为一种固体圆柱边界进行处理。

在考虑植被影响的动力方程修正方面，Wu等[41]通过在动量方程中考虑水流对植被施加的阻力，在kε模型中考虑由植被引起的紊动能产生与耗散，建立了深度平均紊流模型，由于模型中控制方程包含了植被密度项，因此，该模型适用于植被密度较高的情况。Zhang等[42]在动量方程和k-ε模型中均添加了植被拖拽力，建立了考虑植被影响的二维数值模型，并结合VOF方法可准确追踪植被河道的水面波动。Hsieh等[43]在含植被水流研究时引入多孔介质理论，多孔介质的特点是不考虑单个植被单元的作用，而是将整个植被群视为多孔区域。吴梦瑶等[44]基于多孔介质理论建立了植被水流模拟方法，将植被群引起的紊动能产生及耗散项分别引入k-ε模型的源、汇项进行模拟，发现该模型在捕捉植被尾流时具有较高的精度。以上模型均为二维模型，而含植被的河道水流具有复杂的三维各向异性，因此，三维水流模型的建立非常必要。刘诚等[45]将 Wu等[41]的模型扩展到非正交曲线坐标系下建立的三维数学模型，通过与试验结果比较，发现该模型可以准确模拟植被河道的水动力特性。这些研究中，由于植被对水流的作用通过在动力方程中添加阻力项概化实现，因此，对于植被群整体的阻水效应，如尾流特征可以较好地模拟，但植被群内部小尺度紊流特性的捕捉仍存在一定困难。

将植被视为固体边界考虑时，文献[46]采用稳态雷诺时均方程和k-ε模型，研究了两个相邻且等直径圆形植被斑块绕流，并发现植被阵列随横、纵向间距改变会产生几种不同的流型。杨颖宜等[47]采用标准的kε模型封闭雷诺方程，对含滩地植被的复式河道水流特性进行模拟，得到了不同淹没高度和不同来水条件下植被对复式河道紊动能及二次流变化的影响。曾琳等[48]针对含乔木的非对称复式河道，分别采用雷诺应力模型和标准k-ε模型进行三维水流数值模拟，并根据模拟结果与试验结果对比得出雷诺应力模型比标准kε模型在模拟二次流和纵向流速时更加准确的结论。目前，植被等效为圆柱体时，研究对象多针对刚性植被，而河道中柔性植被广泛存在，且柔性植被受水流作用发生弯曲，随之影响河道紊流特性的变化，因此，今后的模拟中还有待加强对植被摆动、变形等动边界问题的考虑。

总体而言，采用雷诺平均方法来模拟植被河道水流，可以从较宏观的尺度下了解植被河道的水流特性，但对于细部流场涡流结构的模拟还存在一定困难。因此，也有学者将大涡模拟方法应用于植被水流的研究，可以得到含植被水流中更加精细的紊动特性。

（2）大涡模拟方法。Nadaoka[49]利用大涡模拟技术建立了针对计算非淹没植被水流的二维浅水模型，并提出了沿水深方向的次水深尺度紊流概念，用以模拟三维紊流长度尺度小于水深的情况，模拟结果可以清晰地展现有序的大涡结构，且流速分布结果与试验结果相吻合，但该模型在求解二维浅水方程和紊动方程时得到的是沿水深平均的结果，难以反映流速和紊动特性沿水深方向的变化。对此，宿晓辉等[50]建立了用于计算植被河道水流的三维大涡模型，其中控制方程为经过滤波后的斯托克斯方程，控制方程中的亚网格项通过紊流脉动动能和特征长度进行假设，通过与试验结果进行比较，发现大涡模拟技术在研究植被河道的水流紊动特性时是可靠的。此外，Su等[51]还采用三维大涡模拟方法研究了含淹没植被的水流，结果表明该模型能较好地模拟植被水流结构和大涡的发展过程。

大涡模拟在模拟水流紊动特性的同时还可以捕捉植被尾流扩散规律及相干结构，Yan等[52]利用大涡模拟研究淹没植被水流时，在植被冠层区内引入了附加扩散率，可以恰当地反映标量输送，并能说明植被茎尾流对紊流扩散的影响。Cui等[53]利用大涡模拟捕捉到了淹没植被顶部的相干结构，并发现大涡模拟方法比雷诺平均方法能更有效地模拟植被水流紊动特性的各向异性。

总体而言，大涡模拟应用于植被水流研究可以将动量交换和雷诺应力显著放大。因此，该模拟方法在模拟精细的紊动特性和相干结构时有一定优势，但是对计算域较大，而细部涡流复杂区域占比相对较小的情况，不宜采用大涡模拟对河道整体水流特性进行计算研究，因为大涡模拟对计算网格要求较高，需要划分较为精细的网格，那么对应的网格数量必然会大大增加，从而导致运算量增大、计算效率降低。

2 植被对河道岸滩形态影响研究

随着人类生态环保意识的日益提高，植被逐渐成为河道岸滩防护的重要元素。关于植被护岸可增强岸滩稳定性及稳定河势的说法一直为多数人认可，但都是一些定性的结论，关于植被根系对岸滩稳固的定量研究较少，实际上，植被的根系与岸滩土体相缠绕，会改变岸坡土体参数，从而使得岸坡安全系数发生变化。因此在评价植被护岸稳定性时，将植被根系作用考虑在内才能真正反映根系的贡献量。

2.1 植被根系固土研究

根系生长于土壤中，当外力荷载作用于含根土时，由于根系与土体的弹性模量存在数量级差异，会导致根系与土体之间发生错动或产生错动的趋势，此时，根与土之间产生摩擦力，这种摩擦力可充分调动根系的抗拉作用与土体的抗压作用，使含根土的抗剪强度得到有效提高，从而减小土体的变形[54]。为了明确根系对土体强度的增强效果，可以采用现场试验和室内试验等方法进行含根土体的力学特性测试。

现场试验方法包括原位十字板剪切试验和大型直剪盒试验。原位十字板剪切试验可以测定根-土复合体的强度参数，但原位十字板剪切试验只能测量土体在不排水情况下的抗剪强度，且测量结果只能反映含根土体的黏聚力而不能反映内摩擦角[55]。原位直剪盒试验可避免土体测样受人为扰动，因此测量结果的精确度较高，但该试验方法不太适用于根系分布较广的情况[56]。

室内试验方法最常用的是直剪试验，直剪试验是采用水平切应力和垂向压力对含根土块进行破坏，通过试验过程中的剪应力变化来确定根土复合体的黏聚力和内摩擦角，其结果较为准确，因此在根系固土研究中广为应用。张飞等[57]对含根土和素土进行直剪试验，发现随根系密度增加土体抗剪强度有大幅增加。除根系密度可影响土体强度外，根系的分布形式也是重要的影响因子，根系的分布形式主要包括垂直分布、水平分布及混合分布。研究表明复合型根系固土效果最好，垂直根系次之，水平根系相对最差[58]。此外，还有学者研究植被类型对土体强度的影响，Hengchaovanich[59]针对含不同植被根系的土体进行剪切试验，发现含草本类植被根系土体的抗剪强度增加值是含树木根系土体的2～3倍。自然条件下，土体含水量受季节等外因条件会发生改变，而土体含水量变化会引起土体强度的变化，对此，杨永红等[60]测定了不同含水量条件下含根系土体的抗剪强度，结果表明根系的存在可减轻土体含水量变化对土体强度的影响。

上述试验结果可以判定根系对土体力学特性的影响，但没有进一步将根系作用下的土体强度参数用于岸坡稳定性计算，实际上，对于岸滩稳定性的评价，可基于以上植被根系的加筋固土作用研究，建立恰当的根-土复合体模型，计算出岸滩的安全系数，从而对生态岸滩稳定性进行定量评价。

2.2 植被对岸滩稳定性影响研究

安全系数法是衡量岸坡是否稳定常用的一种定量判断方法。关于安全系数的计算方法通常有极限平衡法和有限元法。极限平衡法是一种历史悠久且应用成熟的计算方法，在计算植被护岸稳定性时，可采用Wu等[61]提出的根系加筋模型，考虑了坡体滑塌时根系起到的抗拉作用，并依据摩尔库伦理论建立了根-土间相互作用模型，为根-土力学机制研究奠定基础，但该模型假定坡体发生破坏时所有根系同时断裂，因此会高估根系对坡体稳定的贡献量。为此，Pollen等[62]考虑到坡体发生破坏时根系断裂的动态过程建立了纤维束模型，但该模型重点关注的是垂直根系对土体强度的加强作用，而忽略了侧根的贡献。Schwarz等[63]提出了考虑根长及分形特征的根束增强模型，该模型考虑因素全面，但计算式需要的参数较多且参数获取过程比较繁琐，所以模型的推广应用具有一定的困难。

随着计算机技术的发展，数值模拟方法逐渐被运用在坡体稳定性研究中，其中最常用的数值模拟方法是有限元法，与极限平衡法相比，有限元法适用于任何复杂的构件变形，并且可以设定更真实的初始条件和边界条件。有限元法中复杂的本构模型可以解决边坡弹塑性、各向异性、流固耦合等方面的问题，同时能够捕捉各单元或节点上的应力、应变及破坏情况。近年来这种方法得到了大量学者的认可，并被用来解决生态修复工程领域的实际问题。及金楠[3]通过有限元法计算了不同植被根系所提供的附加黏聚力及安全系数，为边坡造林提供了理论性依据。宋维峰[4]结合有限元法，建立根-土复合体模型，提出了可以用于分析林木根系固土的数值分析方法，该方法能反映根系对土体的应力、应变的影响及不同类型根系对土坡稳定的不同影响，可以帮助在岸滩造林实践中选择适宜的植树类型和植树密度。郝由之[64]在植被型岸坡稳定安全系数计算时，分别为植物根系、土体及根土接触选取适宜的模型，并考虑根系与土体间的相互作用，建立基于强度折减原理的根-土分离式计算模型，分析不同植被类型及多种布设方式下岸坡稳定安全系数，提出了生态岸坡合理的植被布设方法。

有限元模型用于植被生态岸坡的稳定性计算已取得大量成果，但是在研究岸滩稳定性时，综合考虑河道水体渗流作用及水流冲刷侵蚀作用对岸滩稳定性影响的研究较少。

3 结 语

植被河道的水流特征探究取得了较好进展，在研究方法上已趋于成熟，特别是随着计算机技术的发展，数值模拟结果具有较高的精度；在研究内容上，考虑了不同的来水条件和反映植被性质的各项参数，分析了有、无植被工况下的河道水流特性。但目前研究中，植被通常使用圆柱替代，使得关于植被枝、叶对河道阻力、河床切应力及水流紊动特性影响的定量研究较为缺乏；在数值模拟研究方面，关于柔性植被对水流影响的研究较少，需要进一步考虑植被与水流间的流固耦合关系。另外，关于河道形态边界这一因素考虑还不全面，目前的研究成果大多集中在有植被的直线和弯曲型河道，而植被对分汊河道水流特性的研究还未能全面展开，特别是考虑不同分汊数、分汊角及各汊道宽度比情况下的植被水流特性还有待深入研究。

植被固土作用研究一般通过剪切试验确定根系对土体抗剪强度的增强作用。基于根系对土体加筋作用的研究，研究学者又开展了根系对岸坡稳定性的定量研究，考虑了根系密度、分支特点及植被种类多种因素，建立了适用于不同情况的理论模型和数值模型，其研究结果可为岸滩生态治理提供科学参考。但目前的研究还存在一些不足，例如没有考虑岸滩材料的非均质性、河道水流对岸滩的侵蚀冲刷作用及水体渗流对岸滩土质参数的影响，而这些因素也是影响岸滩稳定性预测的关键要素，其中的相关响应机制还需进一步探索和发掘。

植被存在于河道水流与岸滩边界的交接处，对水流和岸滩有着两方面的影响。但同时考虑植被茎干对水流影响的水动力学问题、植被根系对岸滩加固的土力学问题及其之间的交替影响，系统研究植被对形态演变影响的研究较少，且如何综合考虑植被对水流阻力的负面影响及植被对河势稳定的正面影响，使植被在河道系统演变中发挥最有效的作用，也是未来植被河流动力学研究的关键问题。