直立植被粗糙度和阻力分解的风洞实验研究

直立植被覆盖的床面上，由于直立植被消耗风动量，裸露床面上的剪切力因之降低，从而抑制风蚀。在风洞中用圆柱形木棒模拟直立植被，研究了地表总阻力系数ＣＤ、直立植被阻力系数Ｃｆ和粗糙度ｚ０及其影响因素。实验结果表明，直立植被高度和密度对地表总阻力系数ＣＤ和粗糙度ｚ０都有影响，但是程度不同。地表总剪切力分解为作用在直立植被上的剪切力和作用在裸露地表上的剪切力，表达式为τ＝Ｆｒ　Ｓ＋τｓ５Ｓ′　Ｓ。随着植被密度和高度增加，作用在植被上的剪切力增加，而作用在裸露地表上的剪切力减少。当侧影盖度Ｌｃ≥０．０３时，τｓ可以忽略不计，用ＣＤ＝２ｕ２＊　ｕ２ｚ＋ＣｆＬｃ计算植被阻力系数Ｃｆ。计算出的直立植被阻力系数Ｃｆ与１　Ｌｃ之间成线性关系，而与ＡＲ无关。这与Ｍａｒｓｈａｌｌ在风洞中通过直接测量粗糙元的阻力计算出的粗糙元阻力系数遵循类似的规律。地表总阻力系数ＣＤ与粗糙度ｚ０之间较好的相关性说明，只要采用适当的测量方法，用曲线拟合方法获得直立植被覆盖地表总阻力系数ＣＤ和粗糙度ｚ０是可靠的。