河工模型在河流治理开发与保护中的作用

河 流治 理开发 与保 护 中发挥 着 十分重 要 的作用 。本 文
在 简述 河工模 型 的发 展历 程 基 础 上 ， 点 介 绍 河 工模 重
型在我 国特别 是长 江 流域 大 型水 利 水 电 工程 建 设 、 河
道 治理开 发与保 护及 河 口海岸 开发 利用 等方 面发 挥 的
重 要 作 用 ， 指 出 需 进 一 步 研 究 解 决 的关 键 技 术 问 题 。 并
文 献 标 志 码 ：Ａ
河 床演 变是河 道水 沙过 程 与河道 边界 相互 作用 的 结 果 。不 同河流或 同一 河流 不 同河段 的水 沙过 程 与河
道 边界均 随 时空 而发 生 变 化 ， 成 不 同 类 型 的河 道 。 形
工 建筑 物 的情况 下 水 流结 构 、 河床 演 变 过 程 和 工 程方 案 效果 的一 种方 法 … 。开 展河 工模 型试 验 已有 １ ０多 ０ 年 。早 在 １ ８ ６ ６年 ， 顿 就 在 《自然 哲 学 的数 学 原 理 》 牛
基 金 项 目 ： 利部 公 益 性 行 业 专 项 （ ０９ ０ ０ ） 中 国博 士后 科 学基 金 特 别 资 助 （ ０ ８ １８ ） 水 ２ ０ １０４ ； ２ ０ ０ ０５ 作者简介 ： 仕 明 ， ， 所长 ， 姚 男 副 高级 工 程 师 ， 士 ， 要 从 事 河 流模 拟 、 道 演 变与 治 理 研 究 。Ｅ—ｍ ｉ Ｙｈｈ ｍ ＠ １３ ｃｍ 博 主 河 ａ ：ｚｓｙ ｑ ６ ．ｏ ｌ
加 以解 决 ， 而须借 助 于河 工 模 型试 验 来进 行较 为深 入 的研究 ， 以解决河 流 治理 开 发 与 保 护 中的 相关 技 术 难 题 。新 中 国成立 以来 ， 特别 是改 革开 放 以来 ， 工模 型 河 试 验在 我 国的主要 河 流 ， 如长 江 、 例 黄河 、 江 、 珠 淮河 等
究 解 决 的模 拟 关键 技 术 问 题 ， 包括 河 工模 型 的 变 态 问 题 、 河床 阻 力相 似 、 型 选 沙 问题 、 型 量 测 技 术 问题 等 。 模 模 关 键 词 ： 工 模 型 ；河 流 治 理 ；河流 开发 ；河 流 保 护 河
中 图 法分 类号 ： Ｖ ４ Ｔ １７
一
至今关 于河 道 演 变 规 律 的认 识 基 本 局 限 于 定 性 描 述 上， 定量研 究成 果 尚 不 多见 。 因 为河 床 演 变 过 程 的 复
书 中讨 论 了流 体运 动 相 似 的条 件 ， 预 见 了相 似 论 并
这一 学科 的创 立 。１ ７ ８ ５年 ， 国学 者法 格 为 整 治波 尔 法 多市 的加 龙河 进行 了最 早 的 物 理模 型试 验 ， 水平 与 为 垂 向 比例 均为 １ １ ０的河道 动床 试验 ， ：０ 模型 河岸 固定 ， 河底 铺沙 ， 有 几 何 变 态 问题 。１ ８ 没 ８ ５年 ， 国学 者 雷 英 诺 进 行 了利物 浦市 墨 塞河 口潮 汐 影 响 试 验 ， 用 了 水 采 平 、 直 向 比尺 相差 约 ３倍 的变 态模 型。 １９ 垂 ８ １德 国德 累斯顿 工科 大学 教授 恩格 斯建 立 了世界 第 一个水 工试 验室， 在玻 璃水 槽 内进 行 水 工 模 型试 验 。１ １ ９ ３年 起 ， 恩格 斯 建成 规模 更 大 的河 工 试 验 室 ， 此 进行 了几 十 在 年 的关 于河道 综 合整 治 的 模 型试 验 ， 中包 括 黄 河 河 其 工模 型试 验 。２ Ｏ世 纪 初 是 欧 洲 水 电 事 业 快 速 发 展 的 时期 ， 也是 其水 利 科 学研 究快 速 发 展 的时 期 。河 工 模
出色 的应用 价值 获 得普 遍 重 视 ， 快 从 德 国传 播 到世 很 界 各地 ， 一些 国家开 始 设 立 水工 程 研 究 机 构 和水 工试
验 室 。
１３ ９ ２年 ６～１ ０月 ， 格斯 在 德 国 开展 了黄 河束 窄 恩 堤距 模 型试 验 ， 以研究 明代 潘 季 驯 提 出 的“ 水 攻 沙 ” 束
第４ １卷 第 ９期 ２０ １０ 年 ５ 月
人 民 长 江
Ｙａ ｔ ｅ ｎｇ ｚ Ｒｉ ｅ ｖｒ
Baidu Nhomakorabea
Ｖｏ ． １ ４１． ． Ｎｏ ９ Ｍａ ｙ， ２ ０ ０１
文章 编 号 ：０ １— １ ９ ２ １ ） ９— ０ ３— ４ １０ ４７ （０ ０ ０ ０ ７ ０
ｌ 发 展 历程
河 工模 型试 验是 运 用 河 流 动力 学 知 识 ， 据 水 流 根 和泥沙 运动 的力学 相 似 原 理 ， 拟 与原 型相 似 的边 界 模 条件和 动力性 条件 ， 究 河 流 在 天然 情 况 下 或 在 有 水 研
收 稿 日期 ：０ ０— ２— ２ ２ １ ０ ２
摘 要 ： 总 结 国 内外 河 工模 型发 展 历 程 的基 础 上 ， 在 简要 论 述 了 河 工模 型 在 大 型 水 利 工 程 建 设 、 道 治 理 实践 、 河 河流开发利用、 河流 生 态保 护 ， 以及 河 口海 岸 治 理 与 开发 利 用 中 的作 用 ， 提 出 了 河 工模 型 试验 中需 进 一 步 研 并
型 试 验 作 为 研 究 解 决 水 利 工 程 问 题 的 有 效 手 段 ， 其 以
杂性 ， 河流治 理 开发与 保护 中 ， 对 大型水 利工 程 的 在 针
泥沙 问题 或具体 河段 的演 变趋 势及 治理 工程 的影 响程
度还 不能 完全依 靠分 析与 数学模 型 计算 的手 段较 好地
河 工模 型 在河 流 治理 开 发 与 保 护 中 的作 用
姚 仕 明 刘 同 官 ，
（ ． 江科 学 院 河流 所 ， 北 武 汉 ４ ０ １ ； ２ 武 汉 大 学 水 资 源 与水 电工 程 科 学 国 家 重 点 实 验 室 ， １长 湖 ３０ ０ ． 湖北 武 汉 ４ ０ ７ ） ３ ０２