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作为河、湖以及滨海湿地生态系统中的初级生产者，水生植物不仅为系统中其他生物的生存提供了食物以及多变的栖息环境，还能够消浪固岸，稳定河床以及净化水质，具有十分重要的生态价值，且诸多生态价值的实现是通过改变系统中的水动力条件实现的。为探讨水生植物对水动力结构，进而对泥沙输移的影响机理，本文通过实验室可控实验分别研究了恒定水流以及波浪条件下淹没水生植物对水体紊动结构（时均流速以及紊动能）以及泥沙输移的影响，并通过野外现场测量对实验室所得结论进行验证与补充。 恒定流条件下，淹没型植物的存在使得水体时均流速垂线分布在冠项附近（z=hd，hd为冠层倾伏高度）分为两部分:当z＜hd时（冠层内部），时均流速较无植物条件下减小;当z＞hd时（冠层内部），时均流速较无植物条件下增加，且时均流速垂线分布呈对数形。雷诺应力τ与紊动能TKE在冠顶处均达到最大值，并向水面与水底方向逐渐减小。通过对比苦草与马来眼子菜影响下的水流结构，发现冠层阻流面积af的垂向分布决定了冠层内的水流结构（时均流速、雷诺应力以及紊动能）。对于苦草与马来眼子菜两种植物而言，冠层上部叶片区的af大于冠层下部根茎区，使得这两种冠层内部的时均流速出现局部最大值Ulmax，时均流速垂线分布出现逆梯度，雷诺应力τ出现负值。由于苦草根茎区的af大于马来眼子菜根茎区，而叶片区的af小于马来眼子菜叶片区，使得苦草冠层内部的Ulmax以及时均流速梯度均小于马来眼子菜，但冠顶附近的时均流速梯度大于马来眼子菜。由于雷诺应力的大小与时均流速梯度呈正比，苦草冠层内部的τ小于马来眼子菜，但冠顶附近的雷诺应力（τmax）以及紊动能（TKEmax）却大于马来眼子菜。 野外的现场测量论证并补充了实验室结论，即冠层阻流面积af在时均流速以及紊动能的垂线分布上起着重要作用。对于淹没型水生植物影响下的水流结构，时均流速垂线分布在冠项处（z=hd）可分为两层。野外条件下，植物冠层底部往往由于枯枝落叶的累积，其冠层阻流面积大于冠层上部的阻流面积，使得时均流速在冠层内部并没有出现局部最大值，而是上下分布均匀;冠顶以上部分，时均流速较无植物条件下增加，且呈对数分布。冠顶附近，较大的时均流速梯度使得紊动能TKE在冠顶附近出现最大值。非淹没条件下，植物冠层内时均流速在全水深范围内较无植物条件下同水深处的时均流速减小，且垂向分布均匀，紊动能自床面向水面方向逐渐增加。此外，通过对水体悬沙浓度剖面以及单次洪水过程中的泥沙沉积量进行测量发现，与无植物条件相比，植物区水体悬沙浓度降低，泥沙沉积量增加。这主要是由于（淹没与非淹没）水生植物的存在，同时减小了冠层内部水体的时均流速以及紊动能，进而增加了水体中悬浮泥沙的沉降。 波浪条件下，波浪轨道运动半径Aw与植株茎杆平均间距S的比值决定了植物冠层的存在能否增加冠层内部水体的紊动能TKE。当Aw/S＜0.5时，冠层内部紊动能与无植物条件下紊动能水平相当，冠层的存在没有显著增加水体紊动能;当Aw/S＞0.5时，近床底紊动能显著增加，且紊动能与波浪流速平方的比值TKE/Uw,RMS2随冠层体积分数φ的增加而单调递增。由于在植物根茎区，水体与植物间的相对运动较叶片区大，根茎区所产生的紊动能大于叶片区。本文采用一发展于恒定流条件下含刚性植物水体的紊动能模型，经过适当变形，分别运用于植物茎杆区以及叶片区紊动能的预测。预测结果显示，当根茎区Aw/S或叶片区Aw/Sb（Sb为叶片间平均间距）大于1时，模型可很好的对TKE进行预测，且TKE为波浪流速（Uw,RMS）、根茎(d)或叶片(wb)几何形状、冠层体积分数（φ）的函数;当Aw/S或Aw/Sb＜1时，模型会高估实测值。此外，本研究还对波浪流经冠层过程中的波高衰减率进行测量，建立了冠层内TKE与波高衰减率间的定量关系，为野外TKE的预测提供了新的途径。 波浪条件下，水生植物的存在影响床底泥沙地形，进而对近床底处的紊动能水平产生影响。当冠层密度较小时（m≤600株/m2），植物的存在并不影响床底沙波的形成，且有无植物条件下沙波的几何形态均可通过无植物条件下的沙波形态模型进行预测;当冠层密度达到m=820株/m2时，床底沙波不复存在，床底地形以茎杆周围形成的“侵蚀坑”为主。床底地形对近床底紊动能TKE的影响很大:低密度冠层条件下，沙波在床底形成，近床底TKE主要以沙波波峰处尾涡脱落所产生的紊动为主;高密度冠层条件下，床底沙波不复存在，近床底TKE则主要以茎杆所产生的尾流紊动为主。本文将沙波波峰处尾涡所引起的扩散纳入对流模型中，并利用改进后的对流模型对悬沙浓度剖面进行拟合。经拟合后，近床底处的悬沙浓度与紊动能呈线性关系，悬沙浓度剖面可以通过波浪流速、植株密度以及植株茎杆直径等参数进行定量预测。