《沖積河岸崩塌動態臨界岸坡形成機制及預測研究》是依託武漢大學，由張為擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：沖積河岸崩塌動態臨界岸坡形成機制及預測研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張為
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
崩岸是一種幾乎存在於世界上所有江河海岸的自然現象，由於其發生時空位置難以判斷，且發生後後果嚴重，給社會經濟的發展及人民生命財產帶來巨大影響。沖積河岸崩岸的形成及發生既受土體組成的影響，又隨著外部水流條件的改變而變化，具有較強的動態變化特徵。沖積河岸穩定性的判斷以及趨勢預測依賴於河岸臨界形態的確定。現有對河岸臨界形態的研究多從力學機理出發，理論性較強，但由於對土體參數與外部水流條件間的相互作用機制認識存在不足，使得土體參數的取值存在局限，且對不同條件下岸坡失穩的臨界形態尚未形成統一的標準，對理論成果也無法檢驗。本研究擬以沖積河岸穩定性為研究對象，根據不同條件下臨界岸坡的動態變化特徵，改進和完善岸坡穩定性的計算模式，揭示外部水流條件與岸坡形態及土體參數間的作用機制，合理確定各種條件下的臨界岸坡。為揭示不同條件下臨界岸坡的動態變化機理及崩岸的預測提供理論依據和技術支撐。
結題摘要
崩岸是一種幾乎存在於世界上所有江河海岸的自然現象，由於其發生時空位置難以判斷，且發生後後果嚴重，一直是河道治理的重點和難點。不同條件下河岸岸坡的臨界形態是判斷沖積河岸穩定性的重要依據，如何能提出合理的岸坡穩定性計算模式，反映不同條件下臨界岸坡的動態變化特徵，確定各種條件下的臨界岸坡，是預測岸坡崩坍現象的關鍵。本項研究以長江中下游為背景，通過實測資料收集、理論分析、數值模擬等手段，揭示了沖積河岸的崩塌機理，提出了穩定岸坡的計算模式，並確定了臨界岸坡的變化規律及不同條件下臨界穩定坡比，形成了對崩岸現象臨界條件的定量描述。在此基礎上，將這一臨界指標和判別方法用於平面二維水沙數學模型，並引入移動坐標技術和改進模型的離散方法，用可動格線來反映河道邊界的變化，提高模型計算效率，創建出新的崩岸模擬預測模型，通過在長江中下游典型河段的套用情況來看，所建的模型能夠較好的預測天然河段岸灘的橫向變形。本項研究完成了預期的研究任務，較好的解決了因已有崩岸判別指標含有難以確定參數使得崩岸現象難以模擬和預測的問題，研究成果有助於促進崩岸理論的發展，可為崩岸的預測提供理論依據和技術支撐。
