假冬冬,杨 俊,陈长英,张幸农,应 强

(南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏 南京 210029)

岸滩侧蚀崩塌现象广泛分布于世界各大江河之中[1-3],是一种危害较大的自然现象,与水沙动力等因素共同引起复杂河床冲淤调整[4]。对于中国东北地区的季节性冰冻河流(季冻区河流)而言,河道岸滩、岛屿汊道不稳定,冻融作用强、崩岸频发[5-6],直接引起农田土地流失。此外,季冻区河流受水动力-冻胀/冻融耦合作用,其岸滩崩塌与一般河流存在明显差异,机理更为复杂。因此,开展季冻区河流岸滩崩塌机理及其数值模拟研究,可为江河治理与保护提供科技支撑,具有重要的理论和实践意义。

岸滩崩塌是指在近岸水沙与河床边界的相互作用下,河岸受到各种因素影响而发生部分土体崩塌的现象[7]。随着对崩岸现象的深入认识,国内外学者在崩岸机理与力学模式方面开展了具有重要价值的研究工作,建立了不同类型土质河岸的岸滩崩塌描述模式[8-11],为河道崩岸的数值模拟提供了力学基础。基于此,不少研究者将岸滩崩塌力学模式与传统水沙输移模型相耦合,开展了岸滩侵蚀过程的二维数值模拟和三维数值模拟研究,有效复演了岸滩崩塌及河道演变过程[12-15],并在长江、黄河等河流岸滩失稳过程中得到成功应用。此外,传统水沙数学模型在松花江等季冻区河流河道治理中也得到广泛应用,例如:宗原等[16]对黑龙江雪水温河段护岸的防护效果进行了研究,护岸的修建可有效控制河势稳定，防止因河岸崩塌引起的国土流失；……