张宇倩

(西南交通大学土木工程学院，四川成都 610031)

随着管道建设规模的扩大，越来越多的输油、气管道将穿越江河等流域。水下穿越管道由于具有施工周期短、造价低廉等优势而被广泛应用于实际工程中[1]。穿越管道在长期服役过程中，由于自然、人为等因素容易在冲刷过程中发生破坏，造成巨大的财产安全损失。河床的极限冲刷深度将直接影响管道的设计埋深，因此研究管道附近河床的极限冲刷深度将对管道的埋深设计和安全运营提供重要参考价值。国内外许多学者对河床冲刷深度均有一定研究。Sumer[2]等就海底管线在沙床中的冲刷开展了物理模型试验，得出了管道局部冲刷的经验公式。赵彦波[3]等通过缩尺物理试验归纳出了沟床平均冲刷深度的经验公式。常怀民[4]等发现用不同经验公式计算出的最大冲刷深度结果有明显差异，选用具体公式时应综合考虑河床水文条件等因素。夏云峰[5]建立了非交错网格的二、三维水沙数学模型，为预测河流的冲刷深度及冲淤变化提供了重要依据。

目前，在对河床冲刷深度的研究中，物理试验和经验公式法应用较多，而数学模型计算法应用较少。因此，本文基于MIKE 21软件建立了与物理试验1∶1的平面二维水沙数学模型，将数学模型计算结果与试验结果进行对比分析，并将该模型运用到实际工程中进行计算，运用经验公式进行验证。为预测天然河床的冲刷深度及管道埋深设计提供了重要参考价值。……