季冻区河流岸滩崩塌机理及其数值模拟研究进展

岸滩侧蚀崩塌现象广泛分布于世界各大江河之中,是一种危害较大的自然灾害.季冻区河流受水动力-冻胀/冻融耦合作用,岸滩崩塌机理复杂,影响因素众多,其崩塌机理研究对河岸防护和河流综合治理具有重要意义.从岸滩崩塌机理与力学模式、岸滩崩塌及河床冲淤交互作用数值模拟、典型季冻区河流(松花江及黑龙江)河道演变研究三个方面,对当前该领...     

岸坡植被对复式河道水动力特性影响的数值模拟

广泛分布于天然河道岸坡的植被能够改变河道水流特性,进而影响坡脚淘刷、河岸稳定及河道形态演变趋势。为精细揭示岸坡植被对复式河道水动力特性的影响,提出植被固壁边界处理方法,利用雷诺应力模型封闭紊流控制方程构建了复式河道三维水动力数学模型,并对复式河道水流特性进行了模型验证,模拟结果与实测结果吻合较好。将该模型应用于岸坡有植被的复式河道水流特性研究,对比非淹没刚性植被、淹没刚性植被、淹没与非淹没刚性植被交替和无植被情况下流速、流量、河床剪应力、雷诺应力以及紊动能分布的差异。结果表明：岸坡植被加剧了滩槽间横向动量交换,引起二次流涡旋数量、强度和范围的增加,同时使得横断面流速、流量分配、河床剪应力、雷诺应力及紊动能在滩槽交界区显著减小,紊动交换在临近植被的周边区域明显增加。其中岸坡种植非淹没刚性植被时效果最为显著,相比无植被情况,二次流涡旋数量增加了一对,岸坡植被区流速、流量分配、河床剪应力、雷诺应力及紊动能大幅减小,甚至趋近于零,而临近植被的周围区域紊动交换剧烈,无量纲化的紊动能值可达到20。     

活木桩桩位及桩长对岸坡稳定性的影响

为研究河道生态修复工程中活木桩生态型护岸对岸坡稳定性的影响,选取两种不同性质的土体,采用ABAQUS有限元强度折减法分析计算了活木桩不同布设桩位及桩长情况下的岸坡稳定安全系数。计算结果表明,在不同性质的土体中,受桩体长度与岸坡潜在滑动面深度的影响,活木桩布设位置及长度对岸坡稳定性的影响呈现出不同的规律;不当的活木桩布设不仅不能发挥其加固边坡的作用,反而会降低岸坡的整体稳定性。     

植被对河道水流及岸滩形态演变影响研究进展

植被作为河流系统重要的阻力因素,在河道形态演变方面发挥着至关重要的作用。植被地表结构改变了河道水流阻力、河床切应力、流速分布及水流紊动特性,植被根系增强了岸滩土体强度和稳定性。从植被地表茎干结构对水流特性影响和植被地下根系加筋作用对岸滩稳固影响两个方面的研究进行了回顾和综述,并指出今后在植被水流研究方面,可进一步考虑植被枝、叶对水流特性的影响,加强对柔性植被变形、摆动引起的动边界问题的研究,以及全面考虑河道形态边界条件的影响,特别是含植被的分汊河道水流特性还需深入研究;在植被根系固土护岸方面,可同时考虑岸滩土体非均质性、河道水流对岸滩的侵蚀冲刷作用及水体渗流对岸滩土体力学特性的影响;在植被河道形态演变预测方面,可以综合考虑含植被河道的水动力学及土力学问题,以及两者间的互馈响应机制。