《二元結構河岸侵蝕失穩與不平衡輸沙互動作用機理研究》是依託武漢大學，由余明輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：二元結構河岸侵蝕失穩與不平衡輸沙互動作用機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：餘明輝
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
沖積河流河岸失穩坍塌是近岸河床侵蝕積累的突變形式，失穩體引起泥沙源陡增導致局部水沙強不平衡輸移，引發岸線與河勢變化，影響河流開發利用。本項目以長江中游具有二元結構河岸的典型河段為背景，針對河岸侵蝕失穩及失穩體在河床上不平衡輸移這一複雜水土耦合作用問題展開研究。採用理論分析及概化物理模型試驗等手段，建立模擬二元結構河岸侵蝕失穩過程力學模型，界定失穩體在河岸坡腳的堆積型式；探索失穩體在河床上被水力分解、以懸移質或推移質形式與河床進行不平衡交換規律及影響因素。耦合河岸侵蝕失穩力學模型與河流水沙數學模型，預測典型河段演變及河勢參數變化，揭示河岸侵蝕失穩與河床沖淤演變互動作用過程及反饋機理，系統構建其耦合作用模式。試驗中引入無接觸實時近景攝影測量技術，彌補傳統監測手段不足。項目可促進河流動力學、土力學及攝影測量學等學科交叉，研究成果對適時預測並控導河勢、指導水體環境功能規劃有著重要的科學及實用價值。
結題摘要
沖積河流河岸失穩坍塌是近岸河床侵蝕積累的突變形式，失穩體引起泥沙源陡增導致局部水沙強不平衡輸移，引發岸線與河勢變化，影響河流開發利用。本項目以長江中游具有二元結構河岸的典型河段為背景，採用理論分析及概化物理模型試驗等手段，針對河岸侵蝕失穩及失穩體在河床上不平衡輸移這一複雜水土耦合作用問題展開研究。研究表明，水流沖刷過程中岸坡破壞是水流淘刷岸坡坡腳、岸坡崩塌及崩塌體淤積坡腳並在河床上分解、輸移並摻混的互動作用反覆循環過程；研究提出湍動能法、Preston管經驗公式法以及k-ε數值模擬法等彎道壁面切應力計算方法；發現近岸河床的可沖刷性越強，岸坡崩塌的發生及崩塌體的分解輸移程度越強；發現若岸坡與河床組成相同，同水力條件下岸坡崩塌總量大於河床沖刷總量；河床相對沖刷率隨岸坡沖刷坍塌量的增大而減小，其值範圍為0.40～0.92；發現彎道凹岸邊壁切應力最大點發生在距河床0.15–0.75水深處；建立了考慮岸坡切應力分布的BSM模型，其預測精度明顯高於BSTEM 模型。項目可促進河流動力學、土力學及攝影測量學等學科交叉，研究成果對適時預測並控導河勢、指導水體環境功能規劃有著重要的科學及實用價值。
