【论文推荐】| 口袋型窝崩岸坡崩塌动力特征试验研究

论文导读与观点概要

1. 研究背景与目的

口袋型窝崩（又称“Ω型窝崩”）是长江中下游及感潮河段典型的突发性崩岸灾害，具有隐蔽性强、破坏剧烈的特点，严重威胁沿江岸线与堤防安全。目前针对其水流结构已有一定认识，但对泥沙崩塌动力特征（如崩塌速率、规模时变规律、动态平衡机制等）缺乏定量分析手段。本研究旨在通过水槽模型试验，揭示不同水动力条件下口袋型窝崩的演变规律，建立崩塌发展的定量预测模型，并阐明其力学机制。

2. 研究方法

研究基于长江下游太平洲左汊等典型窝崩案例，设计了宽深比为1:1.2的“口袋型”窝崩概化模型。试验在长40 m、宽1.9 m的动床水槽中进行，采用垂直岸坡设置，通过改变相对水深（范围0.5~1.0）和主流流速（0.3~0.5 m/s）组合，开展多组动床试验。利用高清摄像机记录崩塌过程，结合岸坡表面绘制的网格线，量化崩塌土体的损失体积与演变形态。同时，引入泥沙输移理论与Exner方程，对崩塌动力过程进行理论推导与机制分析。

3. 主要结果

4. 结论与机制

通过水槽试验与理论分析，揭示了长江中下游口袋型窝崩的岸坡土体崩塌动力特征及演变规律。主要结论如下：

1）明确了口袋型窝崩在不同试验条件下的岸坡崩塌模式，低相对水深下，崩塌模式以“绕轴崩塌”为主；高相对水深下，崩塌模式逐渐向“冲刷输移”转变。总体而言，随着相对水深不断增加，岸坡的崩塌发展模式由“绕轴崩塌”逐渐转变为“冲刷输移”。

2）基于岸坡土体动态损失过程计算方法，发现了口袋型窝崩崩塌损失率随时间呈对数衰减，建立了可量化崩岸发展动态平衡过程的特征历时公式。并以2017年长江江苏段指南村崩岸案例验证，结果基本符合平衡历时规律，表明该公式能够有效量化崩塌动态平衡过程。

3）结合Exner方程，从理论上分析了崩塌发展特征呈现“瞬时指数衰减、总量对数减缓”发展规律的原因，揭示了掩护效应与水流能量衰减的协同作用是动态平衡的核心机制。

相关图表

本文引用格式：裴盛圣, 闻云呈, 张帆一, 等. 口袋型窝崩岸坡崩塌动力特征试验研究[J]. 海洋工程, 2026, 44(3): 139-150.  (PEI Shengsheng, WEN Yuncheng, ZHANG Fanyi, et al. Experimental study on dynamic characteristics of pocket-type bank collapse[J]. The Ocean Engineering, 2026, 44(3): 139-150.  (in Chinese)）

作者简介：   

裴盛圣（2000—），男，江西九江人，硕士研究生，主要从事河流泥沙研究。E-mail： pssabc@outlook.com

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