我国河岸崩塌研究现状与展望

邓绍云

(1.广西船舶数字化设计与先进制造工程技术研究中心， 广西 钦州 535011； 2.北部湾大学 建筑工程学院， 广西 钦州 535011)

0 引言

河岸是指长期出露于水域并与水域胶着的临界陆域。根据其是否自然形成可分为天然河岸和人工河岸两大类型；根据其材料质地可分为岩性河岸、沙质和泥质河岸、沙质河岸、岩质及钢筋混凝土质河岸四种类型。河岸崩塌是指河岸在水流或波浪或潮汐等水动力作用下而出现的崩解坍塌现象，主要发生于自然河岸的脆弱部位或水动力作用强大的地方，且更多发生于泥质和沙质河岸。河岸崩塌是一种自然灾害，会给人们的生产、生活甚至生命安全带来威胁，故必须研究其发生的原因、机理、影响因素、发生概率与程度及预防的方法措施等。河流的演变(其外在表现在于河岸的变化)与其所在地球上的位置有关。根据文献[1]，早在1926年，爱因斯坦就对巴尔定律进行了验证性研究、给出了其力学原理，并指出：流淌的水与河流底部产生摩擦效应，使水流速度减慢，底部泥沙受到梯度压力作用，在河道一边被侵蚀后又在河道底部重新分布泥沙。基于对地球自转偏向力进一步的认识、对北半球和南半球不同走向的河流分析表明，南半球河流的左岸将受到科里奥利力的作用，因而左岸比右岸会受到更大的侵蚀；与此相反，北半球的河流则在右岸出现较大的侵蚀效应。由此可见，所处的地球表面位置不同，河流演变的情况就不一样，河岸崩塌也因科里奥利力的不同而产生差别，因此，从研究的科学性要求出发，本文对河岸的相关研究限制在我国河岸的范围内。

1 我国河岸崩塌的研究历程

人类的发展需要水资源，需要河流和海洋。人们在河岸附近生产、生活，得利于河岸，但也遭受河岸崩塌而带来的伤害，甚至会为此失去生命。

我国是个具有悠久历史的国家，文明史长达五千年。中华民族的生息就一直滋养于黄河流域，五千年来，黄河给中华民族提供水资源、水运动力，但同时也带来洪涝灾害，曾经造成河岸崩塌、致使河流改道等。长江流域也是如此。因此，中国治理河流的历史中就包含有很大部分的河岸崩塌治理工作。

我国有文字记载的最早的治河工程为大禹治水。大禹改鲧治理洪水的方法由“堵截”为“疏导”。从“堵截”一词可看出，鲧面临的问题就是河岸(坝)的崩塌问题，而鲧采用“堵截”的方式治理洪水必然要对河岸崩塌进行研究(但这种研究没有形成文献传承下来)。可见我国对河岸崩塌问题的研究由来已久，在中华民族进入文明初期就开始了。

原始社会末期，中华民族实行农耕为主的逐水而居方式，以方便取水灌溉和生活。从河流发展和岸滩演变中他们领悟到了“水来土挡”的思想，并修筑相应的堤坝以抗击洪水的冲击，从而出现了河岸治理防护土工结构物“护村堤”[2]。鲧修筑这种“护村堤”，其实就是通过建设人工河岸来抵挡洪水，只不过因洪水动力作用太大，而人工护堤建设不坚固导致河岸再度崩塌而治水失败。进入春秋战国时期，社会经济发展了，人们不能再任由黄河在广袤的平原上肆意妄为了，故筑堤防洪工作应运而生。堤防是防洪的有效手段，西汉司马迁所著《史记·河渠书》对此法就有记载[3]，从中再次可见，中国很早就开始了对河岸崩塌的研究，这跟中华民族的生活生产与河流海洋环境密切相关。中国水利史中明确记载有大禹治水、两汉治黄、三国渠堰堤塘、隋唐治黄、五代北宋治黄、金元治黄、明清治黄治淮等工程情况。明清以来的水利著作，如《河防一览》《治河方略》等专书以及属史料编辑的《行水金鉴》《续行水金鉴》等都是较著名的治河防洪文献。

借用现代科学理论与科学研究技术系统研究河(海)岸崩塌大概始于20世纪的后30年，可查文献有《长江九江至河口段河床边界条件与崩岸的关系》[4]以及一些针对长江中下游河段的岸崩分析发表的研究成果[5-6]。

1998年的大洪水引起我国党和政府及人们对河岸防护的高度重视，从而促进了我国岸崩的相关研究。人们开始通过实地调查、采样分析及资料收集与分析来研究河岸崩塌问题，但研究成果仅局限在岸崩类型的划分及原因探究与机理分析等方面，且研究和分析不够深入，详见文献[7]。而由于部分河岸的崩塌与所处地区的岩土体的溶坍崩陷也密切相关[8]，所以，实际上，河岸崩塌有广义和狭义之分。广义的河岸崩塌，因素众多、研究范围广泛，而狭义的河流崩塌仅指由河流水动力因素的参与而导致的岸崩问题。

在21世纪第一个十年中，我国科研工作者深入分析岸崩的原因与影响因素，并结合现状构建相应的崩塌模型，见文献[9，10]；在第二个十年里，开始采取物理模拟和数值模拟研究岸崩问题并取得了一定的进展，成果体现在对河岸崩塌的预测、分析、治理与防护等方面，研究范围已放宽到黄河、淮河和黑龙江及荆江等河流的岸崩问题[11-16]，甚至拓展至某些水库岸滩的崩塌问题，比如小浪底水库[17]、三峡水库[18]及青海湖[19]等。

2 河岸崩塌的影响因素

河岸崩塌是一个非常复杂的力学过程，它与众多因素有关。其机理研究极为重要，是河岸崩塌灾害防护的关键所在，只有将其机理研究明了，才能对症下药，采取相应的措施防范或减少河岸崩塌的发生。

对河岸崩塌的影响因素及其影响程度的研究是河岸崩塌机理研究的前期阶段，是每个研究河岸崩塌的科研工作者首先要厘清的内容，但对该问题的研究至今没能做到完善。通过对查询的文献分析发现，目前研究者都是针对自己所面对的具体河流实情来进行分析，结论比较片面。目前能查到的明确分析河岸崩塌影响因素的只有文献[20]。在该文献中，许旺等认为河岸崩塌是由河岸土体以及近岸水流两者相互作用而引发的，这是淮河上游河势不断变化的主要因素，其影响因素主要有河道水动力条件、河岸土体组成、河岸边坡形态和河岸生态条件等。

而河道水动力条件、河岸土体组成及河岸边坡形态及河岸生态条件又是较为复杂的因素，分别又可以划分出几个具体的影响因素。河道水动力条件与河道的类型及河道形态有关，如与是平原河流还是山区河流、是弯曲河流还是平直河流有关，此外与水流的挟沙率等也有关。许旺等[20]提出了一个多年平均水流冲刷强度的概念，但并没有阐述清楚多年平均水流冲刷强度对河岸崩塌的影响程度。王延贵[21]认为河岸崩塌的水动力影响因素主要包括水流顶冲角、水流流速、水头差等，甚至提出了岸滩渗流因素，但却忽视了与河岸平直水流(与岸平行)的作用，而实践告诉我们，水流也是一个影响因素。

水流条件与河岸土体条件是河岸崩塌的主要影响因素，其他影响因素仍需要科研人员进行探索与挖掘。此外，影响因素有主次、轻重、关键与次要之分，其具体情况还有待广大科研工作者做更深入的研究。

3 河岸崩塌的研究方法

研究河岸崩塌的方法一般有理论分析法、现场观测法、物理实验法、数值模拟法、资料分析法、比较研究法，每种方法均有其优越性和局限性。

(1)理论分析法：河岸崩塌的理论分析方法主要用于岸滩崩塌机理的分析，而岸滩崩塌机理的理论分析又主要集中在崩塌土体的力学平衡分析与水动力作用分析的相互结合上。该方法难点在于崩塌土体的形态、界面及范围的确定，最为关键和难以把握的是不同的土质如何界定、如何将其特性融入分析理论中以及如何与水沙运动特性相结合；如何与河势或海势变化相结合并共同融入河岸崩塌机理综合研究中；如何将崩塌土体所处的环境等有关影响因素考虑到河岸崩塌机理分析及崩塌模型构建中。

岸滩崩塌机理分析及模型构建作为河岸崩塌研究的核心内容，涉及诸多方面影响因素，也牵涉诸多专业和学科领域知识。众多研究者认为其涉及土力学、河流地貌学、海洋学、河流动力学、海洋动力学、泥沙动力学、河床演变学、地质学、流体力学、模型试验技术等方面。影响岸滩崩塌的因素众多，除主要考虑水文条件、水动力条件、土体力学作用和局部地质因素外，也有学者提到还要考虑人为因素、突加荷载、轻微地震等[22]。然而，人为因素、突加荷载、轻微地震等因素很难真实融入岸滩崩塌机理分析及模型构建研究中，只有在一些特殊或专门的研究中才能有针对性地加以考虑。

河岸崩塌的理论分析法一般是先分析影响因素及各因素的影响程度，再根据所处的环境与影响因素来确定崩塌的类型及具体形式，并进一步确定崩塌土体的区域与范围，然后进行力学平衡分析。在这一系列过程中，构建崩塌模型的目的是对实验观测到的现象加以解释，以便自圆其说。

(2)现场观测法：这种方法是比较原始，也是比较有效的科研方法，主要用于收集原始的研究资料以供后期分析研究，对于河岸崩塌的研究尤为重要。人类对河岸崩塌理论并不十分清楚，河岸复杂的环境导致对其全面考虑的难度极大，只能通过观测得到的结果加以分析和归纳。河岸崩塌现场观测是指观测其所处的自然地质水文条件与环境、水动力状态、崩塌过程、崩塌体的形态、崩塌范围、崩塌程度等。包承纲[23]详细指出：观测的内容有岸线演变情况、崩塌区域地形、地层结构、土层物理力学性质和地下水的分布情况、崩岸滑体的形态特征、崩岸时的水文情况、地下水位状态、局部河势等，观测应从外部和内部同时进行。外部观测内容有河岸坡的形态演变与水下断面变化(全程监控，该工作非常重要且繁琐)，内部观测内容主要有岸坡内部的变形、三向移动、土中水压力的变化情况、土层内部应力的变化。观测需要使用先进的科研仪器与设备，可能历时很长，但现场观测研究方法非常重要，可以为理论分析研究提供基础数据。对其加以分析，可以完善理论、构建预测模型，并不断地检验与完善。包承纲认为，对于河岸崩塌过程中土体液化和变形过程等很难用物理实验模拟和数值模拟的方法解决，因而，现场观测研究成为比较有效和可靠的研究方法[24]。

(3)物理实验研究法：该方法包括原型实验研究和物理模型实验研究，且以物理模型实验研究为主。物理模型实验研究是一种重要的专门研究方法，应用在河工研究中极为常见。它应用相关水动力学知识，根据水流、泥沙及土体的运动力学相似原理塑造与原型相似的边界条件和动力条件，在不可长期野外观测或不便野外观测的情况下，按照一定的比例进行缩小或放大(对于崩岸研究一般都是缩小尺寸)来塑造模型，按照河工模拟相关理论进行实验。实验的关键在于动力学相似模拟，模型的制作与实施必须遵循河工模拟理论的要求。河岸崩塌物理模拟实验研究，一方面要求遵循河工模拟相似理论，采用正态模型以方便实现重力与阻力同时相似，这就要求阻力比尺λn与几何比尺λl存在关系式：λn=(λl)1/6，且要同时满足紊流限制条件(模型雷诺数Re>1 000，表面张力限制条件要求模型水深大于1.5 cm)，但模拟过程中河道的糙率n较难确定，需要现场测定。另一方面，岸崩物理模拟实验研究在满足水动力相似的同时要满足土动力相似。如文献[25]中指出因模型几何比尺λl的存在，为达到土工重力场相似必须采用g/λl模型试验，只有这样才能达到土体变形模量与黏聚力、内摩擦角等物理力学参数的相似比为1∶1；才能采用原型土料提高试验结果的可信度。但土体作为极为复杂的材料，一旦扰动，其内在的物理力学性质会发生改变，故同时满足水动力条件与土动力条件相似极为困难。这就是河岸崩塌物理模拟实验研究需要突破的瓶颈问题。

(4)数值模拟法：该方法是在数学理论知识与数值计算方法非常完善以及计算机科学技术水平较发达的情况下，对红黏土的本构方程求数值解，并通过数学与物理方法将计算结果加以表达。对于河岸崩塌的数值模拟研究，人们普遍的做法是借助土力学中的边坡稳定性理论对河岸崩塌变形进行数值模拟。具体做法是：认为崩岸是岸坡失稳的具体表现，是岸坡稳定性动态变化的产物，应用灾变理论建立河岸土体边坡稳定性的灾变模型，并结合实例对河岸边坡的稳定性进行灾变分析。因河岸崩塌情况极为复杂，人们应用数值模拟分析只能对河岸崩塌的某方面问题进行数值研究。有些数值模拟只针对于河岸崩塌土压力的临界值的计算[26]。最早进行岸崩数值模拟的是Osman[27]，但很多因素没有被考虑，模拟结果不尽如人意；20世纪前后，Simon等进一步通过考虑坡体内孔隙水压力和土层结构对岸坡崩塌稳定性的影响，完善了Osman的理论。对河岸崩塌的数值模拟，要么是对边坡稳定性的数值模拟，要么是对考虑弯道环流的横向输沙效应的水沙运动模拟[28]。另外的一种模拟是在不考虑岸坡土体的水上力学动力环境下，只考虑河道中三维全沙(包括推移质及悬沙)的输运问题，通过对河道中底床推移质的变化来模拟河岸岸线的变化来反映岸滩崩塌问题。如假冬冬等[29]建立了全三维水沙数学模型，基于非正交网格提出利用局部网格可动追踪岸边位置，及时处理由崩岸引起的河道摆动问题，将河岸崩塌力学模式与三维水沙模型结合，构建了河道摆动的三维数值模型用以模拟河道的摆动过程。但这还不能真实模拟河岸崩塌现象。另外，如秦亚斌[27]考虑水位的变化会引起岸坡土体的孔隙水压力变化，继而引起岸坡土体的渗透压力变化，并将其应用到边坡稳定计算模型中。由此可见，目前数值模拟河岸崩塌都没有做到将水动力因素与土动力学因素两者兼顾。

(5)资料分析法：通过对河岸崩塌的调查和资料的整理、分类、归纳和分析从而得出相关结论，这些结论一般是在前人的基础上有所推进，而非否定前人的成果。该方法的研究成果中有成文的发表资料(如文献)，也有非成文资料(如一般的调查报告和工程案例等)。对于河岸崩塌的资料研究多见于硕博论文中，但硕博论文一般只就某个方面的资料进行分析、综合及评述，如赖敬飞在其硕士论文[30]中梳理了20世纪60年代到目前为止对长江一些河段岸滩崩塌的研究成果，认为水动力因素是导致崩岸的主要因素，河岸地质条件和水位突变是次要因素，该结果为正确判断长江九江段河流崩岸类型、构建试验模型及试验结果的预判提供了依据。杨涵苑[31]对不同河岸物质组成的弯曲河流崩岸过程与机理进行研究，综述了国内外一些不同河段的主要物质组成。对于河岸崩塌的研究论文大多也采用资料分析法。黎良辉等[32]为探究不同降雨条件下临水岸坡失稳问题，对近十年国内外学者的研究成果进行了简要评述。

(6)比较研究法：该方法是一种有效的研究方法，能有效地表达所研究问题的现象或机理，也是河岸崩塌研究的一种常用方法。王延贵等[33]比较分析了不同的河岸崩塌类型及其各自主要特征，就崩塌成因与破坏面形式的不同而将河岸崩塌分为滑崩、挫崩、落崩、窝崩和洗崩5种，并对各自发生的条件、破坏面及力学原理进行了比较分析。刘红星等[34]通过对调查资料的对比分析，认为长江中下游各段岸坡结构存在明显的差异，变形破坏的主导因素各不相同，崩岸的型式及条件也不相同，并分析了侵蚀型、崩塌型(崩塌型又分为冲刷浪坎型、坍塌后退型与塌陷型)、滑移型(滑移型又分为整体滑移型和牵引式滑移型)的破坏现状与程度及出现的几率，提出了相应的处理对策。

对于河岸崩塌的研究，一般以某种方法为主要研究方法，辅以其他研究方法，或若干种方法同时等同使用，各种方法各有其优点和缺陷，不宜只用一种方法。学者Patsinghasanee曾采用物理模拟实验、数学模拟实验和现场观测方法，研究了黏性河岸破坏和河床变形及河道侵蚀等的耦合作用[35-37]。因此，对于复杂的河岸崩塌问题采用单一研究方法是不全面的，综合应用多种方法是今后河岸崩塌研究的发展方向。

4 河岸崩塌的研究成果

回顾我国的河岸崩塌研究史可知，河岸崩塌研究随着河岸崩塌的现实及河岸防护的需要而发展，其研究与工程建设相互依托，成果丰硕、成绩斐然。

4.1 河岸崩塌的成因分析

关于河岸崩塌的成因研究，经过对文献的搜集整理和分析归纳[38-45]发现，河岸崩塌的成因复杂多样，主要有水流动力作用、地质环境恶化、河床边界条件的变化等。

水流动力作用是河岸崩塌最主要的原因，主要表现在：(1)主流的顶冲作用。在主流的顶冲作用下，直接对土体颗粒进行强有力的反复冲击作用，使原本非均质各向异性的不同散状颗粒聚集体的河岸土体达到疲劳，从而导致岸坡土体颗粒被冲击滚落，土体中的黏性物质脱离土体颗粒继而产生裂隙，随着裂隙扩张导致聚集体散架而分崩离析，最终导致崩岸现象的发生。(2)弯道环流动力作用。当河道弯曲、河岸曲折、河中水流不平顺，水流就会在平面上形成曲转，在横断面上形成环流，在三维空间上形成复杂的曲面环流，甚至形成紊流，这种曲面环流不断地对河岸土体颗粒进行卷吸刷洗，随着岸坡土体下部固体颗粒被带走而导致土体失稳崩塌。(3)水位的突变使岸坡土体不适应。枯水期水位的突然陡降使原本平衡饱和的岸坡土体稳定的水压力减小，造成原本水下的饱和软性土体或淤泥构成的软土基础难以抵抗上部土体荷载或上部土体产生的侧向土压力所产生的剪切力，从而导致整个岸坡土体崩塌。

地质条件引起的崩塌是所有边坡与岸坡失稳崩塌的原因。导致河岸崩塌的地质条件因素是河岸土质岩性差(如严重风化、崩裂、力学稳定性差)或河岸边坡土体结构组织构成较差(如上方砂石颗粒较大，而下方由细沙组成，黏性物质较少)，不便于抗击上部土体荷重所产生的滑坡等不稳定因素而导致失稳崩塌。也有岸坡土体的沙石土的不良组成成分及不良结构等因素的存在而导致岸坡土体崩塌失稳。关于地质条件引发的河岸崩塌，没有学者作特别的阐述，大都将该方面的研究归结为普通土坡崩塌。

河岸边界条件是河床、河岸边坡所在的地质条件、环境条件及地形地貌的综合体现，是影响水流运动流场至关重要的因素，是水动力的作用空间，也是河岸边坡土沙石组成结构、土体本体结构、土石沙泥质的性能和特征等的综合体现。广义河岸边界条件包括河床地形及地质、岸边坡形态及河岸生态条件等，所以河岸的边界条件也是河岸崩塌的重要影响因素。河岸的边界条件在一定程度上可以塑造水动力作用状态和土体动力学作用状态，是水动力作用和土动力作用的影响因素之一。河岸边界条件是水动力和土动力作用的空间，如果这种河岸边界条件处于不利于河岸边坡土体稳定状态时，则河岸易发生崩塌。综合文献[46-49]的研究成果，我们可以知道河岸边界条件是河岸崩塌的主要影响因素。河道地形条件将影响水动力因素，较为顺直河道的主流线平面位置不同，水流动力对河岸边坡的作用效果也不一样。当某种河岸边界条件产生的水流动力对河岸进行横向或纵向或横纵双向冲刷时，就会导致河岸边坡受到冲刷而变陡，继而最终崩塌。河岸的边界条件决定水流的挟沙能力，从而也决定了水流的冲刷能力，对河岸边坡的稳定性有着不同的影响。岸坡土体组成对河岸崩塌的影响主要表现在土体的物理和力学性能。物理性能主要表现在物理性质和状态指标，包括孔隙比e、土的干容重γd、内摩擦角 、含水率ω、渗透系数k及黏聚力c。土体的力学性能主要体现在土体的强度指标，即抗剪强度与抗冲强度。如果河岸土体的抗剪强度和抗冲强度不足以抵御水流的冲击和剪切力或土体自身产生的剪力作用，土体将被破坏并导致崩塌。土体的物理性能与其力学性能密切相关，土体的黏性又影响土体的抗剪强度及抗冲强度。河岸边坡形态主要包括河岸的高度、长度，边坡的坡角、边坡的整个剖面形态及平面形态等。不利于河岸土体保持稳定的河岸边坡形态会在坡顶产生很大的张应力，拉伸土体产生张裂缝；或在坡脚产生较大的剪应力而出现剪切破坏带，以致降低河岸边坡的稳定性，导致河岸崩塌。河岸生态也对河岸崩塌有重要影响，植被丰茂、生态良好的河岸稳定性高于生态恶化、植被稀疏河岸的稳定性。原因主要在于植被对土体颗粒的松脱离散有阻碍作用，同时植物根系因其挡护、网罩及牵拉作用可与土体形成复合结构，从而增强土体的抗剪强度及抗侵蚀性能力，提高河岸边坡的稳定性。

4.2 河岸崩塌的类型及特征

归纳分析文献[50-54]可知，河岸崩塌的分类方法有多种，分类方法不同，得到的分类结果也不同。分类方法上，按崩岸的形态可分为洗崩、条崩和窝崩3种。洗崩是一种形象称呼，指局部河岸表层或小范围土体受水流、风浪等的侵蚀淘刷而剥落流失，是一种动力轻微、规模较小(长度十余米至数十米，数百立方土体)、历时短促的岸崩。条崩的规模较大(长达数百米，深达十余米甚至数十米，崩塌土体数万至数十万立方米)，呈条带状。条崩发生在水流强劲、岸坡土质均匀但抗冲性能差的地方。窝崩是平面上成窝状且楔入岸体后方，长宽基本相等，规模较大(数十万方至百万立方米土)。窝崩过程复杂多样，由强水动力作用于非均质且抗冲性能差的土质岸坡而造成。按崩塌模式分，河岸崩塌类型有4种：(1)浅层崩塌。它是岸坡土体浅层被破坏导致崩塌，主要发生在坡度较平缓的岸坡，其崩塌破坏面与坡面基本平行，实为非黏性土质的坡体失稳滑坡。(2)平面崩塌。其规模远大于浅层崩塌，崩塌面平缓，一般发生于坡度陡峭的非黏性土质或存在深拉裂缝的黏性土质，河岸边坡在土体重力作用下因河道水位骤降而导致土坡失稳，或由于坡内渗流作用所致。(3)圆弧滑动崩塌。其崩塌强度很大，通常破坏达坡角处，甚至坡角之外，滑动面成圆弧状的大规模岸坡土体崩塌，其动力因素是土体自重和坡内渗流。(4)复合式崩塌。其发生的岸坡土质复杂，土体构成呈非一元结构，比如上部为黏性土，下部为非黏性砂石，下部砂石被河水冲刷掏空而导致上部土体悬空展伸河道，土体受拉或剪的破坏而崩塌。按崩塌的动力属性分，河岸崩塌类型也有4种：(1)侵蚀型崩塌。其动力作用轻缓微弱，作用时间持久，一般发生在平顺河道，河岸土体抗冲性能较强，长期被侵蚀积累的效果微显，表现为岸坡形态长期保存，略有改变，岸线缓慢后退。(2)坍塌型崩塌。岸坡因长期被侵蚀而变陡峭，由土体自重作用产生裂缝，并在渗流作用下，大块河岸土体突然倾倒、坍落及崩解，规模较大、崩塌迅猛。(3)滑移型崩塌。河岸存在薄弱面(或层)，在多种因素作用下，数十万甚至上百万立方米的大体积土体出现整体性滑移，形成崩塌，土体破坏形态既有线状也有窝状，崩塌具有随机性、突然性、间歇性。(4)流滑型崩塌。其特征是河岸受到长期严重侵蚀后，大片岸坡土体不断崩落，破坏程度增大，最终形成大面积崩塌。

4.3 河岸崩塌的机理

河岸崩塌机理是指在河岸崩塌过程中，河岸崩塌系统各要素的内在工作方式以及诸要素在一定环境条件下相互联系、相互作用的运行规则和原理，包括形成要素和形成要素之间的关系两个方面。由此可见，前文述及的河岸崩塌的成因、河岸崩塌类型及特征是河岸崩塌机理的主要研究内容，下文仅对除前两方面内容之外的研究成果进行综述。

河岸边界条件和河流动力条件是影响岸滩稳定的关键因素。为了探讨多种因素对岸滩稳定性的影响与评价，可以通过分析枯水期和洪水期岸滩稳定性的主要影响因素建立河流岸滩崩塌影响因子的层次结构模型。王延贵[55]利用层次分析法给出了枯水期和洪水期各主要影响因素的权重系数，指出无论在枯水期还是在洪水期各主要影响因素对岸滩稳定性的作用具有很大的差异。研究河岸边坡土体的稳定性，继而构建模型对其进行分析是对河岸崩塌机理的一项较为关键的内容，其难度极大。要清楚地分析河流岸滩土壤特性和地质结构，就要清楚河岸土体的应力分布和变化特点。只有构建能在一定程度上反映岸坡土体的特性和结构及岸坡形态，甚至土中渗流等影响因素的岸滩土体稳定分析方程，才能通过对该方程的计算与分析来阐明岸滩崩塌的力学机制和崩塌过程。一些学者[56-57]因为分析的侧重点或视野不同，构建了不同的分析模型，通过物理力学或数值模拟分析了所关注的岸滩崩塌问题。这些模型都存在某些问题和局限性，其问题与局限在于对影响因素考虑得不周全、权重分配不合理或不妥当、考虑条件过于简单、破坏面位置与形态不确定等，从而在分析和计算的结果上存在一定的偏差。因此，构建河岸崩塌分析或计算模型必须将河岸崩塌影响因素探究清楚，并分清关键因素和非关键因素，量化各因素影响权重。对崩塌土体的破坏界面和形态的正确判断和剖画等是摆在广大科研工作人员面前的一个极大的难题，从这一角度而言，对河岸崩塌的研究永无止境。

4.4 河岸崩塌的防护

必须对河岸崩塌进行防护，以免给人们带来生命和财产的损失。

综合文献[58-60]的研究成果，河岸崩塌防护的方法与措施可以归纳为以下七种。

(1)做构造分析。对河岸稳定性和崩塌可能性分析和预测的方法有许多，岸坡土体结构的分析非常重要，构造分析方法(RBSM)是其中有效的方法之一[18]，实践表明该方法是有效和可靠的。

(2)进行护岸。对于平顺的河道，要修建岸坡防护工程，根据不同的情况采用不同的工程材料(块石、混凝土、植物、土工布等)和工程措施(对土体加固或修建挡土墙或其他罩兜体)，对不稳定的岸坡进行防护，以防止河岸崩塌。

(3)裁弯取直。对于弯曲严重，不断凹凸变化的河段，要顺应河流的走势进行裁弯取直。只有这样才能在一定的时段内确保新建河岸的稳定性。

(4)主动退堤。根据河段凹岸的实际情况，结合河段综合治理规划，对标准低下堤段、位置险要堤段、沙基沙坝堤段、低洼积水堤段等可主动采用退堤的方式进行防护。

(5)抛石或混凝土护脚。向崩岸处抛投石块或采用混凝土材料进行护脚，使被冲刷的坑底与岸边连线保持较缓的坡度，增强岸坡土体的稳定性，减缓水流对岸坡土体的冲刷。

(6)整治坝导流。修建丁坝、挑坝、顺坝或其他整治坝，调整水流流向与流态，稳定河势，减缓近岸水流流速，降低冲刷力，从而达到防止河岸崩塌目的。

(7)进行护底。采用抛石、软排或土工布护住河岸附近的河底，一般用于粉砂底质或浅缓平顺的位置，以减缓急流对近岸河底泥沙的淘刷，从而间接维护岸坡土体的稳定性，以达到减缓河岸崩塌的目的。

5 河岸崩塌研究的思考与展望

河流岸坡崩塌问题关乎沿岸乡村与城市的安危，关乎人民的生命与财产安全，因此要高度重视。几千年来，治河防洪是人类与自然灾害奋斗的重要内容，明确河岸崩塌机理，探究其防护方法与措施是最终的目的。在河岸崩塌研究的道路上，广大科研工作者努力探索取得了丰硕的实践成果，但还存在不足之处和有待填补的研究空缺。

5.1 河岸崩塌的成因分析有待进一步深化

目前，对河岸崩塌的成因研究没有考虑以下几个因素。(1)沿岸流动力的切淘作用。无论河道平直与弯曲，河岸在平面上是否平直，这种沿岸流动力的切淘作用始终存在。这也是河岸崩塌与一般的岸坡崩塌的区别所在，这种作用的长期存在，在两个方面对河岸土坡失稳产生影响：一是直接的侧向冲击力的作用，在沿岸流的方向土体被冲击崩塌，或在沿岸流冲击切应力的作用下，土体颗粒间的黏结结构被破坏而解体崩塌；二是在沿岸流冲击的长期作用下不断被侵蚀，造成岸坡土体被水淹部分沙石或黏土颗粒被蚀流，而导致上部土体因下方土体缺失而逐渐失稳崩塌等。(2)孔隙的水运动与土应力的变化复杂性。水位迅涨时，将河岸土体侵蚀，淘刷带走土体颗粒，同时水充满整个岸坡土体孔隙，使土中的水达到饱和状态，岸坡土体在水体浮力的作用下维持土体稳定。但当水位降落之后，土中的水逐步排出，水的浮力减小，土中的水的运动对土应力的影响发生变化，这种孔隙水的运动与土应力的变化非常复杂，科研工作者极少在河岸崩塌分析与计算模型中考虑到该因素。(3)影响河岸崩塌的外界环境因素。影响河岸崩塌的外界环境因素极多，有物理因素、化学因素及生物因素等，有持续和短暂作用的因素，有人为和非人为因素等。有些科研工作者无法考虑全面的因素，只能考虑到自认为重要和关键的因素。

5.2 河岸崩塌分析与计算模型要避免概化

由于科学技术发展的局限，人们在研究河岸崩塌时构建的分析与计算模型过于理想化，其具体表现在对破坏面位置的确定过于武断。此外，因破坏面的形态过于规整，不少科研工作者往往将其简化为平面，有少许科研工作者进一步简化为圆曲面，但这两种情况在现实中极为少见。

5.3 研究过程中土动力学与水动力学的相互结合要深入

由于科研手段和科研能力的局限，一些科研工作者只能从土动力学方面来分析与计算河岸崩塌问题，从而导致河岸崩塌成为土坡崩塌问题；也有一些科研工作者只从水动力学方面来分析与计算河岸崩塌问题，从而导致河岸崩塌成为泥沙冲刷问题。而河岸崩塌是水动力学与土动力学相互作用的结果，研究过程中两个学科研究方法的结合要深入，否则将导致研究成果出现偏差和不足。

5.4 长期观测及动态研究需加强

河岸崩塌是长期或短暂但却极为强烈的动力变化作用的结果，所以，对于河岸崩塌的研究应该以发展的、动态的观点去探索和分析。但长期观测会耗时、耗力、耗财，降低成本并能做到长期监测和动态研究是广大科研工作者今后努力的方向。

5.5 综合治理和复合防护的方法与措施要优化和创新

通过分析归纳和总结有关河岸崩塌防护文献资料可知，目前的研究缺乏综合治理和长期规划的眼光，沿用的往往是二三十年前的防护方法与措施，缺乏创新性和综合性。虽然工程防护措施取得了长足的进展与成效，却又带来了其他一些问题，比如容易耗材、耗能、耗财等。因而，要优化或创新方法与措施，以长久规划的眼光对河岸崩塌进行综合性复合型的防护。这方面的诸多问题有待进一步深入探索和研究。