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包 装: 平装国际标准书号ISBN: 9787030459817
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河流动力学、河道演变地貌学、河道整治规划与设计、防洪减灾、水土保持及河流生态修复学等领域研究和管理科技人员、高等院校有关专业的师生
内容简介
《塌岸淤床动力过程》以黄河上游宁蒙河段为研究对象，通过采用野外调查、典型观测、实测资料分析、理论研究、概化模型实验和数学模型等研究方法，系统分析黄河上游典型塌岸河段河岸物质组成、塌岸的分类及时空分布特征，并基于河岸崩塌侵蚀强度特性，提出了塌岸风险评价模型，揭示塌岸引起河道横向演变机制、塌岸淤床动力过程及其与河床冲淤交互作用机理。在此基础上，提出了河岸崩塌量估算模型和塌岸河段水动力学与泥沙输移数学模型，估算了黄河上游宁蒙河段塌岸入黄泥沙数量。对探明黄河上游泥沙主要来源、减缓黄河上游“悬河”形成进程及洪凌灾害、合理开发黄河上游水能资源及丰富河流动力学学科内容具有重要意义。
目 录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 黄河上游宁蒙河段概况 1
1.2 任务由来及研究内容 2
1.3 河岸崩塌的研究进展 3
第2章 沿河自然环境及塌岸分布特征 23
2.1 自然环境概况 23
2.2 水利工程概况 25
2.3 沿河塌岸空间分布特征 27
第3章 典型塌岸河段的现场观测 30
3.1 典型塌岸观测河段的选取 30
3.2 现场观测方法及数据分析 35
3.3 河岸塌岸量的估算方法 42
3.4 差分GPS观测结果 45
3.5 2011~2015年典型塌岸河段现场观测 52
第4章 塌岸的分类及其河道横向演变特征 59
4.1 黄河上游塌岸的分类 59
4.2 塌岸河段河岸颗粒粒径分布特点 62
4.3 塌岸引起河道横向演变特征 67
第5章 塌岸指标体系及遴选分析 71
5.1 塌岸指标体系的构建 71
5.2 基于多元回归法塌岸因子遴选分析 75
5.3 塌岸因子遴选与程度分级 77
第6章 塌岸侵蚀风险评估模型 80
6.1 黄河上游塌岸遥感图解译分析 80
6.2 塌岸风险评估指标体系 85
6.3 塌岸侵蚀风险评估模型 89
6.4 宁蒙河段塌岸侵蚀风险评估结果 92
第7章 河岸崩塌量估算模型 97
7.1 非黏性河岸塌岸量估算模型 97
7.2 黏性河岸塌岸量估算模型 103
7.3 模型验证 109
第8章 塌岸入黄泥沙量观测与估算分析 113
8.1 典型塌岸河段塌岸入黄量观测结果 113
8.2 2011~2015年宁蒙河段塌岸入黄泥沙量的估算 114
8.3 宁蒙河段塌岸入黄泥沙量的对比分析 118
第9章 塌岸动力过程模拟实验 119
9.1 实验装置及测量仪器 119
9.2 实验条件及组次 124
9.3 实验用沙 126
9.4 实验水沙因子与断面形态的概化 130
第10章 塌岸淤床过程水动力学特征 132
10.1 流速分布 132
10.2 动能与紊动能分布 136
10.3 横向环流 138
10.4 壁面切应力 139
第11章 水动力作用下岸坡稳定性与崩塌体输移特性 142
11.1 水动力作用下河岸稳定性 142
11.2 崩塌体输移特性 145
第12章 塌岸与河床冲淤交互作用机理 151
12.1 非黏性岸坡塌岸河段 151
12.2 黏性岸坡塌岸河段 159
12.3 近岸河床组成对岸坡崩塌的影响分析 165
第13章 塌岸河段水动力学与泥沙输移数学模型 172
13.1 模型现状概述 172
13.2 基于Boltzmann方法的水动力学模型 175
13.3 塌岸河段泥沙输移模型 193
13.4 模型验证 195
参考文献 207
附图 219
前言
第1章 绪论 1
1.1 黄河上游宁蒙河段概况 1
1.2 任务由来及研究内容 2
1.3 河岸崩塌的研究进展 3
第2章 沿河自然环境及塌岸分布特征 23
2.1 自然环境概况 23
2.2 水利工程概况 25
2.3 沿河塌岸空间分布特征 27
第3章 典型塌岸河段的现场观测 30
3.1 典型塌岸观测河段的选取 30
3.2 现场观测方法及数据分析 35
3.3 河岸塌岸量的估算方法 42
3.4 差分GPS观测结果 45
3.5 2011~2015年典型塌岸河段现场观测 52
第4章 塌岸的分类及其河道横向演变特征 59
4.1 黄河上游塌岸的分类 59
4.2 塌岸河段河岸颗粒粒径分布特点 62
4.3 塌岸引起河道横向演变特征 67
第5章 塌岸指标体系及遴选分析 71
5.1 塌岸指标体系的构建 71
5.2 基于多元回归法塌岸因子遴选分析 75
5.3 塌岸因子遴选与程度分级 77
第6章 塌岸侵蚀风险评估模型 80
6.1 黄河上游塌岸遥感图解译分析 80
6.2 塌岸风险评估指标体系 85
6.3 塌岸侵蚀风险评估模型 89
6.4 宁蒙河段塌岸侵蚀风险评估结果 92
第7章 河岸崩塌量估算模型 97
7.1 非黏性河岸塌岸量估算模型 97
7.2 黏性河岸塌岸量估算模型 103
7.3 模型验证 109
第8章 塌岸入黄泥沙量观测与估算分析 113
8.1 典型塌岸河段塌岸入黄量观测结果 113
8.2 2011~2015年宁蒙河段塌岸入黄泥沙量的估算 114
8.3 宁蒙河段塌岸入黄泥沙量的对比分析 118
第9章 塌岸动力过程模拟实验 119
9.1 实验装置及测量仪器 119
9.2 实验条件及组次 124
9.3 实验用沙 126
9.4 实验水沙因子与断面形态的概化 130
第10章 塌岸淤床过程水动力学特征 132
10.1 流速分布 132
10.2 动能与紊动能分布 136
10.3 横向环流 138
10.4 壁面切应力 139
第11章 水动力作用下岸坡稳定性与崩塌体输移特性 142
11.1 水动力作用下河岸稳定性 142
11.2 崩塌体输移特性 145
第12章 塌岸与河床冲淤交互作用机理 151
12.1 非黏性岸坡塌岸河段 151
12.2 黏性岸坡塌岸河段 159
12.3 近岸河床组成对岸坡崩塌的影响分析 165
第13章 塌岸河段水动力学与泥沙输移数学模型 172
13.1 模型现状概述 172
13.2 基于Boltzmann方法的水动力学模型 175
13.3 塌岸河段泥沙输移模型 193
13.4 模型验证 195
参考文献 207
附图 219
前 言
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第1章 绪论
1.1 黄河上游宁蒙河段概况
黄河上游宁蒙河段(又称黄河上游沙漠宽谷河段)位于黄河上游的下段，上起宁夏中卫市、下迄内蒙古托克托县，穿越25个市、县(旗、区)，总长约1000km，平均比降为0.25‰，属于典型的冲积河流。沿河共分布有下河沿、青铜峡、石嘴山、巴彦高勒、三湖河口、昭君坟、头道拐7个水文站，如图1-1所示。该河段属于黄河上游二级阶地，黄河出青铜峡后，沿鄂尔多斯高原的西北边界流动，穿越腾格里沙漠、河东沙地、乌兰布和沙漠、库布齐沙漠四大沙漠，以及宁夏平原、河套平原两大平原，同时流经中卫盆地、中宁盆地、银川盆地和河套盆地等大型的断陷盆地，形成了沙漠包围河流的独特地貌景观，沙漠和河流过程交织、风蚀和水蚀过程交错、风沙和水沙过程复合，是我国乃至世界上地表风水复合侵蚀强度**的区域。
图1-1 研究区地理位置图
受两岸地形、物质组成及气候条件的影响，黄河上游宁蒙河段河型多样，在宁夏境内沿程有卵石质辫状河段，在经过青铜峡库区后变为砂砾质辫状河段，然后变为砂质辫状河段，在内蒙古境内沿程由辫状河段变为弯曲河段，在末段变为顺直河段。除了较短的峡谷段及三湖河口以下弯曲窄深河段外，其余河道表现出淤型游荡河道的特点，其沿程基本特性见表1-1。
表1-1 黄河上游宁蒙河段河道基本特性
1.2 任务由来及研究内容
1.2.1 塌岸问题及研究意义
黄河上游岸坡崩塌的主要危害包括威胁黄河大堤的安全、威胁岸边建筑物的安全，以及大量耕地的流失；同时，崩岸是河道泥沙的主要来源之一，造成河床演变的变化。20世纪60年代以来，由于黄河流域区域气候变化、沙漠扩大化及人类剧烈活动的影响，黄河上游水沙变异加剧、河槽萎缩发展；特别是岸坡的崩塌导致大量良田和耕地丧失的同时，也进一步改变了黄河上游河道水沙搭配关系，造成大量塌岸泥沙入黄、淤积河床等动力过程的发生，从而加速了形成黄河上游268km长的“新悬河”，直接影响黄河下游的“悬河”安全，已引起人们的普遍关注。因此，开展黄河上游塌岸动力过程及机理的研究意义重大。
1.2.2 研究内容
本书汇集了国家973计划项目“黄河上游沙漠宽谷段风沙水沙过程与调控机理(No 2011CB403300-G)”课题4——塌岸淤床过程与河道冲淤演变规律(No 2011CB403304)中子题1——塌岸形成机理及入黄泥沙量预测模型和子题2——塌岸与河床冲淤的交互作用过程及机理的主要研究成果，主要研究内容如下：
(1) 塌岸形成机理及入黄泥沙量预测模型
通过野外调查、资料分析、遥感影像解译及全球定位系统(global postioning system，GPS)定位测量，对黄河上游塌岸类型和规模进行识别，分析塌岸时空变化与分布特征，提出塌岸风险评估方法，确定重点、典型塌岸河段；通过典型塌岸野外观测及资料分析，研究黄河上游沙漠宽谷河道典型塌岸的形态特征、理化力学特性、塌岸影响因子及侵蚀抗蚀特点，揭示水动力作用下塌岸形成机理；通过河岸稳定性分析及相关理论研究，建立塌岸入黄泥沙模型，估算塌岸入黄泥沙量。
(2) 塌岸与河床冲淤的交互作用过程及机理
采用现场调查、观测和实测资料分析方法，研究黄河上游沙漠宽谷河道塌岸与河床冲淤演变的动态关系；通过概化模型实验和理论分析，研究顺直型、弯曲型河道塌岸影响因子和水沙关键因子的不同组合条件下塌岸侵蚀动力过程、河道水沙运动及河床冲淤之间相互作用的机理；在塌岸淤床过程观测资料对比分析基础上，通过塌岸入黄泥沙模型与河道冲淤模型的耦合，构建塌岸与河床冲淤交互作用的模式，分析塌岸淤积床作用。
1.3 河岸崩塌的研究进展
1.3.1 塌岸现场观测方法
国外对于河岸侵蚀的研究起源于19世纪中后期，Fergusson(1863)利用历史资料、泥沙生物等资料信息推求河流横向变化。20世纪50年代末，河岸侵蚀及其河势演变逐渐成为交叉领域学者研究的重点，并开始采用野外实测数据进行研究。研究内容主要关注河岸侵蚀的发生发展及其发生原因的复杂性，之后的研究也表明河岸侵蚀过程及机理非常复杂多变。据美国相关部门统计，每年由于河岸侵蚀造成的损失高达2亿7千万美元，河岸侵蚀的严重危害使得关于河岸侵蚀的研究迅速发展。自20世纪70年代起，研究者开始关注河流横向变迁与游荡型河流演变、河漫滩消长及流域泥沙来源的动态相关关系。Hooke(1979)定性地对河岸侵蚀过程进行讨论并分析影响河岸侵蚀的因子，并在此基础上建了概念模型。英国学者Thorne(1982)将河岸侵蚀的原因分为两大类：一类是水流的作用，另一类是外界条件造成的土体强度减弱和风化。在天然条件下，两者往往是同时存在的。其中水流对于河岸的作用分为直接作用和间接作用。前者直接作用于河岸，冲刷河岸上的泥沙颗粒并将其带走；后者是水流冲刷、掏空坡脚，使岸坡的高度或角度增加，从而导致上部的岸壁因重力作用而下落。外界条件包括土质及土体含水量等影响因素。随着计算机技术及河岸侵蚀机理研究的进一步发展，数值模型模拟河岸侵蚀过程逐渐成为河流塌岸研究的重心之一。学者着重研究了河岸稳定程度、河岸安全系数，以及考虑渗流、不同植被覆盖、受冻融作用等影响的河岸侵蚀，但此时关注的河岸多由单层、黏性组成物质构成。
进入20世纪90年代，结合80年代末期形成的河岸稳定性理论，学者开始对不同级别、不同时空领域的河岸侵蚀进行研究。与此同时，野外观测技术的提高也促进了河岸侵蚀研究，大量高科技产品被广泛应用到河岸侵蚀研究中。光电感应侵蚀针、机载激光雷达系统、三维激光扫描仪等技术开始应用于河岸侵蚀监测，并使用高分辨率遥感影像分析大尺度空间区域及时间跨度的河岸侵蚀量动态变化情况等。此外，多层组成物质、非黏性粗颗粒及混合土质等复杂河岸的崩塌侵蚀研究也逐渐得到了发展。
与国外相比，我国关于河岸侵蚀的理论研究起步较晚。20世纪70年代末，中国科学院地理研究所(1978)出版了关于长江九江至河口段河床边界条件及其与崩岸的关系的研究论著。随后，尹国康(1981)、陈引川和彭海鹰(1985)从河道岸坡变形和河流动力学的角度分析了河岸侵蚀的发生条件，但这些研究多局限在经验分析，研究对象也主要集中在长江中下游地区。到20世纪90年代，我国的河岸侵蚀研究取得了一系列研究成果，主要集中在以下几个方面：①通过实地调查、野外采样分析、水文泥沙资料分析等对河岸侵蚀的类型、原因及机理进行研究；②对河岸侵蚀进行室内实验模拟及数值模型研究；③通过水沙、地形资料研究崩岸与河道演变的关系；④通过水库运行前后固定断面水文泥沙资料分析上游水库调节对崩岸的影响；⑤河岸侵蚀治理研究。研究的关注点从集中于长江中下游干流扩大至黄河、黑龙江等其他河流。
国内外对河岸侵蚀的研究主要有四个方面：河岸侵蚀过程机理研究、河岸侵蚀影响因素研究、河岸侵蚀观测研究和河岸侵蚀的模拟与建模研究。其中河岸侵蚀观测是进行河岸侵蚀机理研究和模拟的基础，在河岸侵蚀研究中具有重要地位。
(1) 河岸崩塌几何形态监测
对于大时间尺度的研究，传统的河岸侵蚀监测方法有沉积物特征证据、植物学证据及历史数据资料。Strrkel和Thornes(1981)指出需要依据现存的河流沉积序列来建立某一河段的沉积序列，然后利用沉积学证据推算河岸侵蚀量。另有学者用此方法研究了苏格兰和新南威尔士地区的河流塌岸。而对于利用植物学证据研究河岸侵蚀，其研究时间尺度则在50~1000年，*初生物学家用该方法来研究河道的横向变化以用来解释冲积平原上的原始森林变化。Eardley(1938)首先用树轮年代来研究河流的变化速度。经后人的努力该方法得到了进一步发展。研究者多倾向于用连续的历史资料来研究河道的演变，此方法的时间尺度为150年左右，而且适用于大规模的河流运动，后来此方法多用于河流横向演变过程的研究。对于中时间尺度的研究，传统观测方法主要包括平面测量法[图1-2(a)]、横断面测量法[图1-2(b)]。其中平面测量法的方式有很多，如平板仪、基线测量、准距仪及电子距离测量技术(electronic distance measuring，EDM)。Dryer和Davis(1910)首次使用该技术研究河道变化，对比分析了1897年和1910年前后两次的测量结果，得出该河岸13年共后退12.2m。但平面测量中仅能测出河岸后退的平面距离，为计算河岸侵蚀的三维变化，研究者提出通过建立一系列固定的标志进行断面测量。对于短时间尺度的观测，学者多采用简单易行的侵蚀针测量法[图1-2(c)]进行河岸侵蚀观测。Ireland等(1939)首次使用该方法，1959年经Wolman改进后，该方法一直应用于河岸侵蚀研究(Wolman，1959)。1989年Lawler将侵蚀针测量法进一步发展为光电子侵蚀针测量法(Lawler，1989)，该方法大大减少了野外现场观测的次数，节省了人力物力，使得河岸侵蚀测量方法更加完善，测量结果更加精确。
黑龙江是我国河岸侵蚀研究的发源地，相关研究主要集中在黑龙江河岸的侵蚀特征和分布规律，并且对河流坍塌形态进行了分类，分为土质河岸塌岸形态和岩质河岸塌岸形态，又根据塌岸中的土体形态或者作用机制不同，将土质河岸塌岸形态分为块塌、条塌和窝塌，将岩质河岸塌岸形态分为滑动错动塌岸和重力崩落塌岸。随后，针对河北怀来官厅水库一直以来严重的塌岸问题，宋岳和段世委(2004)介绍了水库塌岸的历史和现状，对水库塌岸进行了严重程度分级和长期塌岸宽度预测。此时的研究仅处于定性描述阶段，但却大大推动了我国对河流塌岸侵蚀问题的研究。
图1-2 四种河岸侵蚀量测量
三峡水库修建完成后，国土资源部出资设立专项资助项目用来对三峡库区的塌岸问题进行预测，其中吉林大学和成都理工大学作出了很大的贡献。吉林大学分别在三峡工程中的涪陵区、长寿区和丰都县提出了适合研究区域的塌岸预测方法。阙金声(2007)研究表明传统监测方法不适宜山区河道型水库塌岸预测，应建立非线性塌岸预测模型体系。并首次提出采用粗糙集理论、BP(back propagation，逆向传播)神经网络和可拓学理论三者相结合的非线性塌岸预测新方法。王征亮(2005)针对三峡库区长寿区进行了塌岸预测的可拓学研究，分别
1.1 黄河上游宁蒙河段概况
黄河上游宁蒙河段(又称黄河上游沙漠宽谷河段)位于黄河上游的下段，上起宁夏中卫市、下迄内蒙古托克托县，穿越25个市、县(旗、区)，总长约1000km，平均比降为0.25‰，属于典型的冲积河流。沿河共分布有下河沿、青铜峡、石嘴山、巴彦高勒、三湖河口、昭君坟、头道拐7个水文站，如图1-1所示。该河段属于黄河上游二级阶地，黄河出青铜峡后，沿鄂尔多斯高原的西北边界流动，穿越腾格里沙漠、河东沙地、乌兰布和沙漠、库布齐沙漠四大沙漠，以及宁夏平原、河套平原两大平原，同时流经中卫盆地、中宁盆地、银川盆地和河套盆地等大型的断陷盆地，形成了沙漠包围河流的独特地貌景观，沙漠和河流过程交织、风蚀和水蚀过程交错、风沙和水沙过程复合，是我国乃至世界上地表风水复合侵蚀强度**的区域。
图1-1 研究区地理位置图
受两岸地形、物质组成及气候条件的影响，黄河上游宁蒙河段河型多样，在宁夏境内沿程有卵石质辫状河段，在经过青铜峡库区后变为砂砾质辫状河段，然后变为砂质辫状河段，在内蒙古境内沿程由辫状河段变为弯曲河段，在末段变为顺直河段。除了较短的峡谷段及三湖河口以下弯曲窄深河段外，其余河道表现出淤型游荡河道的特点，其沿程基本特性见表1-1。
表1-1 黄河上游宁蒙河段河道基本特性
1.2 任务由来及研究内容
1.2.1 塌岸问题及研究意义
黄河上游岸坡崩塌的主要危害包括威胁黄河大堤的安全、威胁岸边建筑物的安全，以及大量耕地的流失；同时，崩岸是河道泥沙的主要来源之一，造成河床演变的变化。20世纪60年代以来，由于黄河流域区域气候变化、沙漠扩大化及人类剧烈活动的影响，黄河上游水沙变异加剧、河槽萎缩发展；特别是岸坡的崩塌导致大量良田和耕地丧失的同时，也进一步改变了黄河上游河道水沙搭配关系，造成大量塌岸泥沙入黄、淤积河床等动力过程的发生，从而加速了形成黄河上游268km长的“新悬河”，直接影响黄河下游的“悬河”安全，已引起人们的普遍关注。因此，开展黄河上游塌岸动力过程及机理的研究意义重大。
1.2.2 研究内容
本书汇集了国家973计划项目“黄河上游沙漠宽谷段风沙水沙过程与调控机理(No 2011CB403300-G)”课题4——塌岸淤床过程与河道冲淤演变规律(No 2011CB403304)中子题1——塌岸形成机理及入黄泥沙量预测模型和子题2——塌岸与河床冲淤的交互作用过程及机理的主要研究成果，主要研究内容如下：
(1) 塌岸形成机理及入黄泥沙量预测模型
通过野外调查、资料分析、遥感影像解译及全球定位系统(global postioning system，GPS)定位测量，对黄河上游塌岸类型和规模进行识别，分析塌岸时空变化与分布特征，提出塌岸风险评估方法，确定重点、典型塌岸河段；通过典型塌岸野外观测及资料分析，研究黄河上游沙漠宽谷河道典型塌岸的形态特征、理化力学特性、塌岸影响因子及侵蚀抗蚀特点，揭示水动力作用下塌岸形成机理；通过河岸稳定性分析及相关理论研究，建立塌岸入黄泥沙模型，估算塌岸入黄泥沙量。
(2) 塌岸与河床冲淤的交互作用过程及机理
采用现场调查、观测和实测资料分析方法，研究黄河上游沙漠宽谷河道塌岸与河床冲淤演变的动态关系；通过概化模型实验和理论分析，研究顺直型、弯曲型河道塌岸影响因子和水沙关键因子的不同组合条件下塌岸侵蚀动力过程、河道水沙运动及河床冲淤之间相互作用的机理；在塌岸淤床过程观测资料对比分析基础上，通过塌岸入黄泥沙模型与河道冲淤模型的耦合，构建塌岸与河床冲淤交互作用的模式，分析塌岸淤积床作用。
1.3 河岸崩塌的研究进展
1.3.1 塌岸现场观测方法
国外对于河岸侵蚀的研究起源于19世纪中后期，Fergusson(1863)利用历史资料、泥沙生物等资料信息推求河流横向变化。20世纪50年代末，河岸侵蚀及其河势演变逐渐成为交叉领域学者研究的重点，并开始采用野外实测数据进行研究。研究内容主要关注河岸侵蚀的发生发展及其发生原因的复杂性，之后的研究也表明河岸侵蚀过程及机理非常复杂多变。据美国相关部门统计，每年由于河岸侵蚀造成的损失高达2亿7千万美元，河岸侵蚀的严重危害使得关于河岸侵蚀的研究迅速发展。自20世纪70年代起，研究者开始关注河流横向变迁与游荡型河流演变、河漫滩消长及流域泥沙来源的动态相关关系。Hooke(1979)定性地对河岸侵蚀过程进行讨论并分析影响河岸侵蚀的因子，并在此基础上建了概念模型。英国学者Thorne(1982)将河岸侵蚀的原因分为两大类：一类是水流的作用，另一类是外界条件造成的土体强度减弱和风化。在天然条件下，两者往往是同时存在的。其中水流对于河岸的作用分为直接作用和间接作用。前者直接作用于河岸，冲刷河岸上的泥沙颗粒并将其带走；后者是水流冲刷、掏空坡脚，使岸坡的高度或角度增加，从而导致上部的岸壁因重力作用而下落。外界条件包括土质及土体含水量等影响因素。随着计算机技术及河岸侵蚀机理研究的进一步发展，数值模型模拟河岸侵蚀过程逐渐成为河流塌岸研究的重心之一。学者着重研究了河岸稳定程度、河岸安全系数，以及考虑渗流、不同植被覆盖、受冻融作用等影响的河岸侵蚀，但此时关注的河岸多由单层、黏性组成物质构成。
进入20世纪90年代，结合80年代末期形成的河岸稳定性理论，学者开始对不同级别、不同时空领域的河岸侵蚀进行研究。与此同时，野外观测技术的提高也促进了河岸侵蚀研究，大量高科技产品被广泛应用到河岸侵蚀研究中。光电感应侵蚀针、机载激光雷达系统、三维激光扫描仪等技术开始应用于河岸侵蚀监测，并使用高分辨率遥感影像分析大尺度空间区域及时间跨度的河岸侵蚀量动态变化情况等。此外，多层组成物质、非黏性粗颗粒及混合土质等复杂河岸的崩塌侵蚀研究也逐渐得到了发展。
与国外相比，我国关于河岸侵蚀的理论研究起步较晚。20世纪70年代末，中国科学院地理研究所(1978)出版了关于长江九江至河口段河床边界条件及其与崩岸的关系的研究论著。随后，尹国康(1981)、陈引川和彭海鹰(1985)从河道岸坡变形和河流动力学的角度分析了河岸侵蚀的发生条件，但这些研究多局限在经验分析，研究对象也主要集中在长江中下游地区。到20世纪90年代，我国的河岸侵蚀研究取得了一系列研究成果，主要集中在以下几个方面：①通过实地调查、野外采样分析、水文泥沙资料分析等对河岸侵蚀的类型、原因及机理进行研究；②对河岸侵蚀进行室内实验模拟及数值模型研究；③通过水沙、地形资料研究崩岸与河道演变的关系；④通过水库运行前后固定断面水文泥沙资料分析上游水库调节对崩岸的影响；⑤河岸侵蚀治理研究。研究的关注点从集中于长江中下游干流扩大至黄河、黑龙江等其他河流。
国内外对河岸侵蚀的研究主要有四个方面：河岸侵蚀过程机理研究、河岸侵蚀影响因素研究、河岸侵蚀观测研究和河岸侵蚀的模拟与建模研究。其中河岸侵蚀观测是进行河岸侵蚀机理研究和模拟的基础，在河岸侵蚀研究中具有重要地位。
(1) 河岸崩塌几何形态监测
对于大时间尺度的研究，传统的河岸侵蚀监测方法有沉积物特征证据、植物学证据及历史数据资料。Strrkel和Thornes(1981)指出需要依据现存的河流沉积序列来建立某一河段的沉积序列，然后利用沉积学证据推算河岸侵蚀量。另有学者用此方法研究了苏格兰和新南威尔士地区的河流塌岸。而对于利用植物学证据研究河岸侵蚀，其研究时间尺度则在50~1000年，*初生物学家用该方法来研究河道的横向变化以用来解释冲积平原上的原始森林变化。Eardley(1938)首先用树轮年代来研究河流的变化速度。经后人的努力该方法得到了进一步发展。研究者多倾向于用连续的历史资料来研究河道的演变，此方法的时间尺度为150年左右，而且适用于大规模的河流运动，后来此方法多用于河流横向演变过程的研究。对于中时间尺度的研究，传统观测方法主要包括平面测量法[图1-2(a)]、横断面测量法[图1-2(b)]。其中平面测量法的方式有很多，如平板仪、基线测量、准距仪及电子距离测量技术(electronic distance measuring，EDM)。Dryer和Davis(1910)首次使用该技术研究河道变化，对比分析了1897年和1910年前后两次的测量结果，得出该河岸13年共后退12.2m。但平面测量中仅能测出河岸后退的平面距离，为计算河岸侵蚀的三维变化，研究者提出通过建立一系列固定的标志进行断面测量。对于短时间尺度的观测，学者多采用简单易行的侵蚀针测量法[图1-2(c)]进行河岸侵蚀观测。Ireland等(1939)首次使用该方法，1959年经Wolman改进后，该方法一直应用于河岸侵蚀研究(Wolman，1959)。1989年Lawler将侵蚀针测量法进一步发展为光电子侵蚀针测量法(Lawler，1989)，该方法大大减少了野外现场观测的次数，节省了人力物力，使得河岸侵蚀测量方法更加完善，测量结果更加精确。
黑龙江是我国河岸侵蚀研究的发源地，相关研究主要集中在黑龙江河岸的侵蚀特征和分布规律，并且对河流坍塌形态进行了分类，分为土质河岸塌岸形态和岩质河岸塌岸形态，又根据塌岸中的土体形态或者作用机制不同，将土质河岸塌岸形态分为块塌、条塌和窝塌，将岩质河岸塌岸形态分为滑动错动塌岸和重力崩落塌岸。随后，针对河北怀来官厅水库一直以来严重的塌岸问题，宋岳和段世委(2004)介绍了水库塌岸的历史和现状，对水库塌岸进行了严重程度分级和长期塌岸宽度预测。此时的研究仅处于定性描述阶段，但却大大推动了我国对河流塌岸侵蚀问题的研究。
图1-2 四种河岸侵蚀量测量
三峡水库修建完成后，国土资源部出资设立专项资助项目用来对三峡库区的塌岸问题进行预测，其中吉林大学和成都理工大学作出了很大的贡献。吉林大学分别在三峡工程中的涪陵区、长寿区和丰都县提出了适合研究区域的塌岸预测方法。阙金声(2007)研究表明传统监测方法不适宜山区河道型水库塌岸预测，应建立非线性塌岸预测模型体系。并首次提出采用粗糙集理论、BP(back propagation，逆向传播)神经网络和可拓学理论三者相结合的非线性塌岸预测新方法。王征亮(2005)针对三峡库区长寿区进行了塌岸预测的可拓学研究，分别
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