河流动力学及泥沙研究进展及发展趋势VIP专享VIP免费

第1页共11页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共11页河流泥沙研究进展及发展趋势李义天孙昭华（武汉大学，水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072）摘要：河流泥沙研究包括泥沙运动力学、河床演变学及以此为基础的河流模拟，是水利、地学及生态环境等学科的重要基础之一。近些年来各大流域中出现的多种泥沙相关问题，使泥沙研究扩展到区域及流域泥沙及工程及环境泥沙问题等方面。由于河流泥沙研究的许多理论还有待完善，而江河治理开发实践中遇到的实际问题异常复杂，现有理论和方法还难以使所有问题得到圆满解决。因而，今后在继续深入研究泥沙基本理论的同时，应加强水沙变异条件下河床演变规律的研究，并从流域整体的角度，扩展研究的时间尺度、空间尺度，分析泥沙输移的规律及其造成的环境影响，探索水沙调控的理论与技术。关键词：河流泥沙研究进展发展趋势ReviewandperspectiveofriversedimentresearchYitianLiZhaohuaSun(Statekeylaboratoryofwaterresourceandhydropowerengineeringscience,WuhanUniversity,Wuhan430072,China)Abstract:Asthefoundmantaltheoryofhydraulicengineering,geomorphologyscienceandhydro-environment，riversedimentresearchisdevelopedtorevealtheruleofsedimenttransportandtounderstandorpredictfluvialprocesses.Thegoalsofriversedimentresearchhavebeenbroadenedinrecentyearsduetosedimentrelatedproblemsappearedinrivermanagementoflargebasins,whichincludessedimentproblemofregionorbasinscale,interactionsbetweenhydraulicprojectsandenvironment.Sincethebasictheoriesunderlyingsedimentmovementandfluvialprocessstillneedtobeimproved,thesedimentproblemaroseinengineeringpracticeofriverexploitationcannotbesolvedperfectlywithcurrentknowledgeandtechnology.Consequently,itisarguedthatmoreeffortsshouldbemadeinsomekeyproblemsbesidesbasictheoreticalresearches,suchaschannelresponsestochangesofflowandsedimentregime,rulesonlargescalesedimenttransportationandregulationsondischargeandsedimentprocesses.Keyword:riversedimentresearch;review1引言河流泥沙研究包括泥沙运动力学和河床演变学[1-4]。前者主要研究泥沙在水流中的输运过程和挟沙水流的运动规律，后者则主要研究水流和泥沙共同作用下冲积河流形态的变化规律。无论是在自然条件下，还是受人工干扰明显的河流，水流是挟带泥沙的基本动力条件，而泥沙又通过改变河床边界作用于水力要素。在高含沙水流中，泥沙颗粒还直接影响水流的各种特性。因此，水流和河床以泥沙为纽带形成相互作用的统一体，是河流地貌中最活跃的动力因子。人们在生产实践中，一方面要避免河流所造成的各种灾害，诸如洪水泛滥、崩岸改道，另一方面又要对河流进行治理开发，诸如修建水库、整治航道，这些都与泥沙运动及河床演变息息相关。除此之外，在已开发的河流上，各种水利工程造成的河第2页共11页第1页共11页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共11页道萎缩、灾害加重、湿地退化等负效应也都与泥沙运动及河床演变密切联系。因此，河流泥沙是水利、地学及生态环境等学科的重要基础学科之一。近期以来，随着江河水资源利用和水能开发力度的加大，江河治理实践中面临着与泥沙输移相关的新现象、新问题，不断推动着河流泥沙研究的发展。本文对河流泥沙研究的进展与发展趋势进行简要综述。2河流泥沙研究范畴2.1河流泥沙基本理论研究泥沙运动涉及侵蚀、输运、沉积等地貌过程，各种过程涉及的时空尺度变化范围极大。在一些情况下必须考虑地质构造的上升、下降等大尺度、长时期的过程，有时又必须考虑泥沙起动、悬移等微尺度和瞬时的过程。正是由于这些特点，河流泥沙研究包含了从宏观到微观多方面的物理现象，依据对象尺度的不同，以及由此引起的研究思路、方法等方面的差异，可将泥沙基本理论分为泥沙运动力学和河床演变学。河流泥沙动力学的研究范畴包括：泥沙颗粒的基本性质、泥沙起动与沉降、...