坡面流是黄土高原坡面侵蚀的源动力,其水动力学特性易受到地表特征以及降雨的影响。因此,深入研究不同植被条件下坡面流阻力特性,对于黄土高原坡面侵蚀研究具有重要意义。本研究通过模拟植被条件下的定床阻力冲刷试验,以流体力学以及传统明渠水力学为基础,对比分析模拟刚性植被和柔性植被条件下坡面流水动力学特性的异同之处;并在对比的基础上进一步研究草被与模拟灌木类植被组合作用下的坡面流水动力学特性,特别是阻力特性;建立组合植被覆盖下坡面流的阻力经验公式,为植被覆盖下坡面流阻力计算提供新思路,为明渠水流理论体系向细观尺度的延伸奠定了一定理论基础。(1)刚性植被和柔性植被作用下的水流水动力学特性存在一定差别。刚性植被条件下水流流速系数较大且柔性植被覆盖下的平均流速更易受水流流量影响;刚性植被覆盖下弗劳德数不超过1,即水流恒为缓流,而柔性植被条件下随着流量的增加,水流由缓变急;刚性植被覆盖条件下坡面流的阻力系数随着流量、雷诺数和水深的增大,先增后减,而柔性条件下阻力系数均与流量、水深和雷诺数呈负相关;另外,柔性植被覆盖下,阻力系数随淹没度的增加而减小,刚性植被下则呈单驼峰形式变化。(2)组合植被条件下的垂向流速分布更均匀,其数值离散程度较灌木类条件下的流速系数更小;组合植被条件下,试验点距集中分布在缓过渡流区,其次为缓层流区、急过渡流区、急层流区,其余两区未见分布;在流量Q<60L/min时,组合植被的缓流效果比草被和灌木类植被分别作用下的好,但在流量Q达到60L/min后,上述效果不再显著,随着流量增加组合植被相对草被以及相对灌木类植被的缓流系数的变化趋势相差较大,流量较大时草被进入淹没状态,作用减弱。(3)组合植被综合了灌木类植被和草被的优势:相对灌木类植被而言,组合植被条件下水流迎水面与背水面之间的水位差降低,由尾水旋涡造成的坡面侵蚀减弱;相对草被而言,组合植被条件下水位整体壅高,阻力进一步增强;模拟草被与模拟灌木单独作用条件下,阻力系数与雷诺数的关系取决于起主导作用的阻力部分,覆盖度较小时,颗粒阻力为主导,二者关系呈负相关(当λg=0.07时),随着覆盖度增加,形态阻力逐渐转换为主导作用,二者关系随之逐渐转化为正相关;组合植被作用下存在附加阻力,且附加阻力占总阻力的比值整体较大,其与覆盖度关系并不显著,草被处于淹没状态后,附加阻力随水深的增加而减小,组合植被作用效果降低。