河流泥沙-中国水利水电科学研究院.PDF

四 河流泥沙 1 学科方向 河流泥沙学科是一门综合性的基础技术科学，它研究泥沙在流体中的冲刷、 搬运和沉积规律，是水利学科的理论基础之一，包括泥沙运动力学、河床演变学、 工程泥沙、航道与港口治理、水土流失与治理、高含沙水流与泥石流等多方面的 内容，涉及水文学、水力学、地貌学、地理学、环境与生态学、沉积学等多种学 科。在微观尺度上，研究泥沙颗粒在流体作用下的起动、跳跃、悬浮和沉降等过 程；在宏观尺度上，则研究泥沙运动所导致的水土流失、河道演变、水库淤积、 河口海岸变迁等；在更大的时空尺度上，还研究泥沙运动导致的固体物质从山区 搬向平原和海洋、形成冲积平原和三角洲、以及在海洋环境沉积等过程（钱宁， w 1983）。作为河流泥沙学科研究的应用，目前主要面向水利工程中的泥沙问题， w 今后对生态、环境等方面影响的研究将不断加大。 w 现阶段泥沙学科与其它学科的交叉日趋活跃，主要体现在下述几个方面：① 与环境学科相交叉，形成环境泥沙研究的几个领域。②与地貌学相交叉，形成动 .i 力地貌学的若干领域。③与沉积学相交叉，研究盆地沉积动特性学。④与海洋动 w 力学相交叉，研究在海流、潮汐与波浪作用下的泥沙运动规律。 2 调研背景概述 h .c 主要查阅浏览了 2007 年及以前的相关期刊和学术会议的论文、有关专著、 o 以及相关研究机构的科研成果等，选择能够代表本学科发展动态的期刊、会议和 科研机构作为调研的基本材料，包括： m 国内期刊：《泥沙研究》，《水利学报》，《水科学进展》，《水利水电技术》，《地 理学报》以及大学和知名研究机构的学报等。 国际期刊：美国土木工程师协会(ASCE) 的期刊 Journal of Hydraulic Engineering ；国际水利工程协会(IAHR)的期刊Journal of Hydraulic Research ；世 界泥沙协会(WASER) 的期刊 International Journal of Sediment Research ；以及 Freshwater Biology 等。 学术会议包括：全国泥沙基本理论研讨会论文集；国际河流泥沙会议论文集； 国际水利工程大会论文集；水科学与工程国际会议论文集等。 166 知名研究机构和学术团体包括：国内相关院校，科研机构，流域机构等。国 际上的包括DHI 、Delft 、ASCE 、IAHR 、ICOLD 等。 3 本学科发展新动向和值得关注点 3.1 本学科发展新动向和值得关注点 3.1.1 水土保持 （1）坡面、沟道土壤侵蚀机理及土壤侵蚀动力学 土壤侵蚀是地球表面普遍存在的十分复杂的自然现象，也是造成环境退化的 主要因素之一。土壤动力学研究始于 20 世纪 30 年代，至今在坡面和沟道土壤侵 蚀机理及过程、坡面和沟道产沙与流域输沙过程、土壤侵蚀预测与预报、土壤侵 蚀与环境因子关系等方面，开展了大量研究并取得丰硕成果。 w 坡面水流流态由于涉及水流参数的数学表达和坡面流侵蚀产沙过程机理等 w 重大理论问题，国内外对这一问题展开了系列研究，但目前仍尚无定论，仍是未 w 来研究的重点。坡面侵蚀机理的探讨，最终需有可表达的数学模型来反映。在坡 . 面流基本方程方面，最早的是美国 Horton 的定量描述（Horton R E, 1945 ）；后来 i w Yen （Yen B C, W