王 军 侯智星 隋觉义 程铁杰

∗(合肥工业大学土木与水利工程学院，合肥 230009)

†(加拿大北英属哥伦比亚大学环境工程系，加拿大乔治王子城V2N 4Z9)

引言

寒冷地区的河流冬季常常形成冰盖或冰塞，冰盖或冰塞的出现，改变了河流的边界条件、水流条件和河床泥沙的运动状态，易使上游水位升高并可能产生严重的凌洪灾害[1-3].据1990—2019 年不完全统计，黄河宁蒙河段冰凌灾害发生频繁，共发生冰塞、冰坝事件30 多次，给沿岸造成了巨大的损失[4].相关学者们通过原型观测、试验研究与数值模拟对这些冰情所诱发的高水位和流量的变化及其导致严重的灾害或威胁给予了广泛地研究和关注[5-8].随着中国经济发展的需要和技术的日趋完善，北方河流跨河桥梁的建设日趋广泛，河道中桥墩的存在增大了冰塞所受的支撑力，使原有河道条件下形成的冰塞或冰坝产生了变化，桥墩对河道卡封、冰塞稳定性等方面的影响愈发引起重视.

全球范围内收集的大量数据显示，因自然灾害导致的桥梁破坏中，约有60%是由冲刷或洪水造成的[9].Wardhana 等[10]研究了1989—2000 年间美国的桥梁毁坏，503 次事故中与水流冲刷有关的事故达到了243 次.Bola龙卷风期间被破坏的10 座桥梁中有6 座与桥墩冲刷有关[11].桥梁附近的局部冲刷过程与水流条件、河床演变过程紧密相关[12]，冰塞冰坝的出现加剧了桥墩附近的河床局部冲刷问题，Melvin Price 船闸上游有一处非常大的冲刷坑，在修复以后一年内又重新出现，经过模型试……