海洋的运动是复杂多变的,近岸波浪可同时对滨海生物资源有关的物理、生物和化学过程产生影响,是近岸水环境中十分重要的影响因素。潮间带植被生长在陆地与海洋之间的过渡地带,不仅为沿海生物提供栖息地,沟通陆地与海洋生态系统,而且可以抵御和减少波浪对海岸线的破坏,改变沉积物、营养物质和海洋污染物沿海岸的输移和扩散,起到保滩护岸的作用。目前,相关论文主要针对刚性潮间带植物开展研究。然而,刚性潮间带植被的生长分布具有一定地域性和局限性,诸如红树植物,仅分布于热带、亚热带的沿海地区,其消波特性的研究对以温带气候为主的沿海地区来说不具备适用性和沿海防护可操作性。海三棱藨草(Scirpus mariqueter)是我国长三角地带本土的滨海植物,也是一种柔性潮间带植物,由于生物入侵的影响,近年来数量大幅减少。基于生态修复的沿海防护工程的物种选择应遵循本土物种优先的原则,我国是以温带气候为主的国家,柔性潮间带植物在全国范围内分布更为广泛。然而现阶段,针对柔性潮间带植物消波特性的研究远不足以进行海岸防护工程构建。因此,本论文基于生态修复的植物海防措施,选用柔性潮间带植物作为研究对象,探讨了柔性潮间带植物对波浪衰减的物理效应,并通过柔性与刚性植物的对比实验,得到了柔性与刚性潮间带植物消波特性的不同。为发展植物海防工程以及近岸植物水动力学理论提供依据。本文的试验分为两部分,均在室内小型波浪水槽中进行,试验中使用到的植物模型由3D打印机打印而成。第一部分是波浪衰减测量的试验研究,由波高计收集不同工况下的自由水面高程数据,分两组试验进行。第一组是不同水深和植物密度条件下柔性植物模型的波浪衰减测量。为了进一步得到柔性与刚性植物消波特性的区别,进行了第二组试验,即不同水深条件下柔性与刚性植物模型的波浪衰减测量。第二部分是利用粒子图像测速仪(Particle Image Velocimetry PIV)对速度场进行测量的试验研究。在波浪作用下,近岸植物内外流场结构与水中微生物、营养盐、污染物质和底部沉积物的分布、扩散与输移密切相关,其速度场的分布是进一步研究含植物波浪场的紊流特性、涡量场特性和输移特性等诸多方面的基础。然而国内在这方面的研究长期进展缓慢,尤其是含柔性与刚性植物下波浪场的区别更是研究甚少。因此,第二部分的试验在水深不变的情况下,对柔性与刚性植物模型干扰下的速度场以及无植物模型干扰的速度场分别进行了测量与研究。试验结果总结如下:(1)在相同水深条件、植物密度和植物刚度的情况下,波高沿程减小,在植物模型区域内显著减小;在柔性植物密度相同的情况下,消波系数随水深的增加而减小,近似呈线性变化,植被密度越大,线性函数斜率的绝对值越大;在水深条件相同的情况下,消波系数随柔性植物密度的增大而增大,线性拟合结果表明,水深越小,消波系数随密度的变化值越大。(2)柔性和刚性植物对比试验发现,柔性和刚性植物模型都具有一定的消波能力。当水深小于植物高度时,刚性植物模型的消波系数始终大于柔性植物模型;当水深超过植物高度时,刚性植物模型的消波系数大幅减小,且小于相同水深条件下柔性植物模型的消波系数。(3)速度场测量试验发现,无植物模型干扰的情况下,流场呈均匀分布,速度矢量在各时刻均呈现出一致性和稳定性。在含柔性和刚性植物模型的情况下,流场均受到植物模型干扰,且柔性植物模型干扰性更大。同时,在植物模型冠层和开放水域交界面附近出现混合层,刚性条件下边界层更清晰。(4)刚性和柔性植物模型在波峰和波谷时刻对水流流速都有一定的减缓作用,柔性模型在波峰处对流速的减缓比刚性强,在波谷对流速的减缓比刚性弱。在波峰和波谷时刻,柔性植物模型情况下的平均水平分速度沿垂直方向的变化幅度均为最大,表明柔性植物模型对速度场的影响大于刚性植物模型。