长江河道崩岸机理
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发 ， 析 了 长 江 二 元 结 构 组 成 河 岸 崩 坍 的 机 理 。 崩 岸 的 发 生 、 展 是 以 泥 沙 运 动 为 纽 带 ， 过 水 流 与 河 床 的 相 分 发 通
互作 用来 实现 的 ， 岸 泥 沙运动 对 河道崩 岸 的发 生有 着重要 的影响 。 近
关 键 词 ： 岸 ；水 流 冲 刷 ；泥 沙输 移 ；长 江 崩
长 江 河 道 崩 岸 机 理
岳 红 艳 余 文 畴
（ 江水 利委 员会 长 江科 学院 ， 北 武 汉 ４０１） 长 湖 ３００
摘要 ： 崩岸 是 河道 平 面变形 的具 体表 现 形 式 。崩 岸 的发 生 由冲 积 河 流 河床 演 变规律 所 支 配 ， 它与 水 流 动 力 条 件 、 沙输 移条 件 、 泥 河床边界 条 件 以及 河 道 形 态具 有 密切 的联 系。侧 重 从 水 流动 力条 件 及 泥 沙动 力 学 角度 出
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第 ３ ３卷 第 ８期 ２ ０ ０２年 ８ 月
人 民 长 江
Ｙａｎ ｔｅ Ｒｉ ｅ ｇｚ ｖｒ
Ｖｏ ． １３３． Ｎｏ．８ Ａｕ ｇ．， ２０ ０２
文 章 编 号 ：０ １ １９ ２０ ）８ ３２ １０ —４ ７ （０ ２ ０ —１ ０—０ ０ ３
力也就 越 大 ， 近岸河 床 和河 岸 的冲刷 力也 就越 强 ， 对 当冲刷 到一 定程 度 ， 河岸 变 高变 陡失稳 而 发生 崩岸 。 同时 ， 于均质 河 床而 对 言， 由于 推移 质输 沙 率 ｇ 与 成 正 比 ， 纵 向水 流 流 速 增 大 当
时 ， 移 质 输 沙 率 就 会 发 生 更 显 著 的 增 大 ， 流 以 推 移 质 方 式 输 推 水
文 献 标 识 码 ：Ａ 中 图 分 类 号 ： Ｖ１ Ｔ ４
１ 概 述
在 河道 自然 演变 过程 中 ， 岸 的发生 具有 普遍 性 ， 是河 流 崩 它 运动 和 变化 的具体 体 现 ， 岸 的 发 生 由 冲积 河 流 河 床 演变 规 律 崩 所支配 ， 与水 流 动力 条 件 、 它 泥沙 输 移条 件 、 床边 界 条件 以及 河 河道 形 态具 有密切 的联 系。河 道崩 岸研 究在 河 流动 力学 中具 有
为渐变 流 ， 断 面 ｌ 与 ２—２间 的水 体 为脱 离 体进 行 分 析 ， 取 —ｌ 以
断面 ２ —２的 平 均 流 速 方 向 为 轴 方 向 ， 与 之 垂 直 的 方 向 为 Ｙ 以
成一 定 形态 后 ， 将按 不 同河 型 的固有 规律 而不 断 发生 ． 而体 现 从
出 河 道 平 面 变 形 的 特 性 。 不 同 的河 型 （ 长 江 中 下 游 来 说 ， 分 就 可
析 出发 ， 立河 岸 的数学 模 型 ； 的从河 岸 土体 物理 力学性 质 出 建 有 发进 行 理 论 分 析 ； 的 从 水 流 动 力 条 件 出 发 进 行 分 析 研 究 。 国 有 外学 者 直接研 究 崩岸 的 成果 并 不 多 ， 他们 主要 是 从研 究 河 岸 的
稳 定性 与河 岸 的侵蚀 出 发。
重要 的意义 。 同时 由于 局部 河 段 崩 岸 的 发生 对 于 ห้องสมุดไป่ตู้ 势控 制 、 已
其边坡 变 陡失 稳 而致崩 坍 。
２ １ 水 流 动 力 条 件 ．
崩 岸是 河 岸土 体在 水 流 切应 力 与 重 力 双 重作 用 下 发 生 的 ， 水 流动 力 条件 特别 是纵 向水 流 的冲 刷作 用对崩 岸 的发 生起 着关
２ １２ 纵 向 水流 对 河 岸 的 顶 冲 作 用 ．．
为 了建 立纵 向水流 对 河 岸顶 冲作 用 的概 化 物 理 力 学模 式 ，
假 设上 游来 流恒 定 ， 且动 量 发生 变 化 的 急变 流 段 的两 端 断 面 并
２ 二 元结 构河 岸 崩坍 机 理
崩 岸 现 象 不 但 贯 穿 于 整 个 河 流 的 造 床 过 程 ， 且 当 河 流 形 而
轴方向， 具体 情况 如 图 ｌ 所示 。
Ｒ 为 水 流 对 河 岸 的 作 用 力 ，Ｒ 为 河 岸 对 水 流 的 作 用 力 ， 其 方 向未 知 ， 分 为 轴 方 向 的 Ｒ 可 和 Ｙ轴 方 向 的 足 ， 先 假 设 其 可 方 向如 图 中 所 示 ，Ｒ 与 Ｒ 是 一 对 作 用 力 与 反 作 用 力 ，Ｐ 、 为 。Ｐ
键 作用 。
２ １ １ 纵 向 水流 的 输 沙 作 用 ．．
就 长 江 中下 游 冲积 河 道 而言 ， 流 中携 带 的推 移 质与 悬 移 水
质 的数 量 之 比 仅 为 ｌ 左 右 ， 至 更 小 ， 此 在 河 道 演 变 中 悬 移 ％ 甚 因
建 岸坡 防护 工程 以及 开 发利 用 长 江 岸 线 等会 产 生 不 利 的影 响 ， 故研 究 河道 崩 岸在工 程实 践 中 同样 具 有重要 的意义 。 迄 今为 止 ， 国内外学 者 对崩 岸机 制 问题 已作过 一些 研究 ， 国
内研 究 所 采 用 的途 径 和 方 法 是 多 方 面 的 ： 的 从 河 岸 稳 定 性 分 有
质起着 更 为重 要 的作用 。当水流 中悬 移 质 的床沙 质含 量 ｓ低 于水流 挟 沙力 Ｓ 时 ， 流 就 会 冲刷 河 床 和岸 坡 。并 且 纵 向水 水
流越 近岸 ， 岸 流速 越 大 ， 岸单 宽 流 量越 大 ， 岸水 流 输 沙能 近 近 近
目前对 崩岸 现象 的认 识 和整 治在 很大 程度 上仍 然处 于感 性 和经验 阶段 ， 河道 崩岸 的机理 尚缺 乏较 系统 的研 究 ． 治理 过 对 在
程 中 容 易 造 成 “ 标 不 治 本 ” 后 果 。这 就 需 要 深 入 研 究 崩 岸 的 治 的 机制。
送 泥沙 的 强度也 会 加 大 。纵 向水 流 将 崩 坍 土体 带 向下 游 ， 原 使 崩岸处 再 次发 生崩 岸 ， 崩岸 强 度随之 增 大 。
互作 用来 实现 的 ， 岸 泥 沙运动 对 河道崩 岸 的发 生有 着重要 的影响 。 近
关 键 词 ： 岸 ；水 流 冲 刷 ；泥 沙输 移 ；长 江 崩
长 江 河 道 崩 岸 机 理
岳 红 艳 余 文 畴
（ 江水 利委 员会 长 江科 学院 ， 北 武 汉 ４０１） 长 湖 ３００
摘要 ： 崩岸 是 河道 平 面变形 的具 体表 现 形 式 。崩 岸 的发 生 由冲 积 河 流 河床 演 变规律 所 支 配 ， 它与 水 流 动 力 条 件 、 沙输 移条 件 、 泥 河床边界 条 件 以及 河 道 形 态具 有 密切 的联 系。侧 重 从 水 流动 力条 件 及 泥 沙动 力 学 角度 出
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第 ３ ３卷 第 ８期 ２ ０ ０２年 ８ 月
人 民 长 江
Ｙａｎ ｔｅ Ｒｉ ｅ ｇｚ ｖｒ
Ｖｏ ． １３３． Ｎｏ．８ Ａｕ ｇ．， ２０ ０２
文 章 编 号 ：０ １ １９ ２０ ）８ ３２ １０ —４ ７ （０ ２ ０ —１ ０—０ ０ ３
力也就 越 大 ， 近岸河 床 和河 岸 的冲刷 力也 就越 强 ， 对 当冲刷 到一 定程 度 ， 河岸 变 高变 陡失稳 而 发生 崩岸 。 同时 ， 于均质 河 床而 对 言， 由于 推移 质输 沙 率 ｇ 与 成 正 比 ， 纵 向水 流 流 速 增 大 当
时 ， 移 质 输 沙 率 就 会 发 生 更 显 著 的 增 大 ， 流 以 推 移 质 方 式 输 推 水
文 献 标 识 码 ：Ａ 中 图 分 类 号 ： Ｖ１ Ｔ ４
１ 概 述
在 河道 自然 演变 过程 中 ， 岸 的发生 具有 普遍 性 ， 是河 流 崩 它 运动 和 变化 的具体 体 现 ， 岸 的 发 生 由 冲积 河 流 河 床 演变 规 律 崩 所支配 ， 与水 流 动力 条 件 、 它 泥沙 输 移条 件 、 床边 界 条件 以及 河 河道 形 态具 有密切 的联 系。河 道崩 岸研 究在 河 流动 力学 中具 有
为渐变 流 ， 断 面 ｌ 与 ２—２间 的水 体 为脱 离 体进 行 分 析 ， 取 —ｌ 以
断面 ２ —２的 平 均 流 速 方 向 为 轴 方 向 ， 与 之 垂 直 的 方 向 为 Ｙ 以
成一 定 形态 后 ， 将按 不 同河 型 的固有 规律 而不 断 发生 ． 而体 现 从
出 河 道 平 面 变 形 的 特 性 。 不 同 的河 型 （ 长 江 中 下 游 来 说 ， 分 就 可
析 出发 ， 立河 岸 的数学 模 型 ； 的从河 岸 土体 物理 力学性 质 出 建 有 发进 行 理 论 分 析 ； 的 从 水 流 动 力 条 件 出 发 进 行 分 析 研 究 。 国 有 外学 者 直接研 究 崩岸 的 成果 并 不 多 ， 他们 主要 是 从研 究 河 岸 的
稳 定性 与河 岸 的侵蚀 出 发。
重要 的意义 。 同时 由于 局部 河 段 崩 岸 的 发生 对 于 ห้องสมุดไป่ตู้ 势控 制 、 已
其边坡 变 陡失 稳 而致崩 坍 。
２ １ 水 流 动 力 条 件 ．
崩 岸是 河 岸土 体在 水 流 切应 力 与 重 力 双 重作 用 下 发 生 的 ， 水 流动 力 条件 特别 是纵 向水 流 的冲 刷作 用对崩 岸 的发 生起 着关
２ １２ 纵 向 水流 对 河 岸 的 顶 冲 作 用 ．．
为 了建 立纵 向水流 对 河 岸顶 冲作 用 的概 化 物 理 力 学模 式 ，
假 设上 游来 流恒 定 ， 且动 量 发生 变 化 的 急变 流 段 的两 端 断 面 并
２ 二 元结 构河 岸 崩坍 机 理
崩 岸 现 象 不 但 贯 穿 于 整 个 河 流 的 造 床 过 程 ， 且 当 河 流 形 而
轴方向， 具体 情况 如 图 ｌ 所示 。
Ｒ 为 水 流 对 河 岸 的 作 用 力 ，Ｒ 为 河 岸 对 水 流 的 作 用 力 ， 其 方 向未 知 ， 分 为 轴 方 向 的 Ｒ 可 和 Ｙ轴 方 向 的 足 ， 先 假 设 其 可 方 向如 图 中 所 示 ，Ｒ 与 Ｒ 是 一 对 作 用 力 与 反 作 用 力 ，Ｐ 、 为 。Ｐ
键 作用 。
２ １ １ 纵 向 水流 的 输 沙 作 用 ．．
就 长 江 中下 游 冲积 河 道 而言 ， 流 中携 带 的推 移 质与 悬 移 水
质 的数 量 之 比 仅 为 ｌ 左 右 ， 至 更 小 ， 此 在 河 道 演 变 中 悬 移 ％ 甚 因
建 岸坡 防护 工程 以及 开 发利 用 长 江 岸 线 等会 产 生 不 利 的影 响 ， 故研 究 河道 崩 岸在工 程实 践 中 同样 具 有重要 的意义 。 迄 今为 止 ， 国内外学 者 对崩 岸机 制 问题 已作过 一些 研究 ， 国
内研 究 所 采 用 的途 径 和 方 法 是 多 方 面 的 ： 的 从 河 岸 稳 定 性 分 有
质起着 更 为重 要 的作用 。当水流 中悬 移 质 的床沙 质含 量 ｓ低 于水流 挟 沙力 Ｓ 时 ， 流 就 会 冲刷 河 床 和岸 坡 。并 且 纵 向水 水
流越 近岸 ， 岸 流速 越 大 ， 岸单 宽 流 量越 大 ， 岸水 流 输 沙能 近 近 近
目前对 崩岸 现象 的认 识 和整 治在 很大 程度 上仍 然处 于感 性 和经验 阶段 ， 河道 崩岸 的机理 尚缺 乏较 系统 的研 究 ． 治理 过 对 在
程 中 容 易 造 成 “ 标 不 治 本 ” 后 果 。这 就 需 要 深 入 研 究 崩 岸 的 治 的 机制。
送 泥沙 的 强度也 会 加 大 。纵 向水 流 将 崩 坍 土体 带 向下 游 ， 原 使 崩岸处 再 次发 生崩 岸 ， 崩岸 强 度随之 增 大 。