黃河下游多因素耦合作用生態(tài)護(hù)坡破壞機(jī)制研究進(jìn)展

摘要： 黃河流域在中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略地位，其下游河道水少沙多、水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)，具有二級懸河、河勢演變復(fù)雜等特點(diǎn)，岸坡破壞會嚴(yán)重威脅防洪安全和經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展，因此，保障岸坡穩(wěn)定、開展黃河下游護(hù)坡治理與風(fēng)險管控十分必要。生態(tài)護(hù)坡破壞涉及水、土、植被、結(jié)構(gòu)等因素，機(jī)理復(fù)雜，傳統(tǒng)河流動力學(xué)理論已不能完全適用，需進(jìn)一步深入研究。本文總結(jié)分析了黃河下游岸坡破壞現(xiàn)狀、岸坡失穩(wěn)機(jī)理及其主要影響因素、生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用和護(hù)坡工程風(fēng)險評估及管控等方面現(xiàn)有研究成果及存在的不足，在此基礎(chǔ)上探討和梳理了黃河下游生態(tài)護(hù)坡未來的一些研究方向，包括揭示水-土-植被等多因素耦合作用下的生態(tài)護(hù)坡破壞機(jī)制、研發(fā)適用于強(qiáng)沖積特點(diǎn)的剛-柔協(xié)同新型生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式、建立考慮多要素多層次的生態(tài)護(hù)坡工程風(fēng)險綜合評價指標(biāo)體系、形成岸坡監(jiān)測-評估-處置/防護(hù)一體化的風(fēng)險管控技術(shù)體系等。

關(guān)鍵詞： 生態(tài)護(hù)坡；岸坡失穩(wěn)；風(fēng)險評估；風(fēng)險管控；黃河下游

中圖分類號： TV143 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號： 1001-6791（ 2024） 05-0853-12

黃河是中華民族的母親河、中國第二大河流。黃河流域是中國重要的生態(tài)屏障和重要經(jīng)濟(jì)地帶，在中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)安全方面具有十分重要的地位，黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展已上升為國家戰(zhàn)略。黃河具有水沙異源、水少沙多、水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)的特點(diǎn)[1]，長期以來，黃土高原的大量泥沙進(jìn)入下游河道，導(dǎo)致下游河床淤積抬升[2]，形成“槽高、灘低、堤根洼”的“二級懸河”[3]，使得黃河成為世界上最難治理的河流之一。黃河下游又是典型的強(qiáng)沖積性河流，河道面臨沖刷加劇、畸形河灣發(fā)育等威脅防洪安全的問題[4]。此外，黃河流域生態(tài)相對脆弱，下游黃河三角洲區(qū)域易發(fā)生退化，恢復(fù)難度大且過程緩慢，使得黃河下游的系統(tǒng)治理更為不易。

為保障黃河安瀾，人民治黃以來，先后對下游臨黃大堤進(jìn)行了4 次加高培厚，總長為1 371 km，建成壩垛5 413 道、險工147 處、控導(dǎo)工程233 處，部分臨水坡采用草皮護(hù)坡等技術(shù)，在保障黃河下游防洪安全和生態(tài)治理工作中發(fā)揮了顯著作用。小浪底水庫運(yùn)行后，游蕩段發(fā)生強(qiáng)烈沖刷，其斷面持續(xù)趨向窄深，過流能力逐年恢復(fù)[5]，但現(xiàn)狀下游“二級懸河”依然嚴(yán)峻，疊加河勢游蕩的影響，（漫灘）洪水加劇對岸灘與堤防護(hù)坡的沖刷，易發(fā)生岸坡坍塌、灘地流失和護(hù)坡沖刷破壞，威脅灘區(qū)及沿河群眾生命財產(chǎn)安全。如在2021 年秋汛期，下游發(fā)生24 段岸灘崩塌，長約10 km，205 處工程不同程度出險。新情勢下，保障黃河下游岸坡穩(wěn)定，開展護(hù)坡治理與風(fēng)險管控工作迫在眉睫。生態(tài)護(hù)坡已成為河道岸坡穩(wěn)定防護(hù)的重要發(fā)展方向，是結(jié)合水利工程與生態(tài)環(huán)境保護(hù)而興起的一種新型護(hù)坡技術(shù)[6]。植被是生態(tài)護(hù)坡的重要表現(xiàn)形式，也是河流良好生態(tài)功能的一項(xiàng)重要表征，可通過地下根系起到固灘護(hù)岸、穩(wěn)定河勢的作用[7-8]。在傳統(tǒng)河道岸坡失穩(wěn)研究中，河道中廣泛存在的植被因子考慮相對較少，水流沖刷條件下考慮植被根系加筋錨固、護(hù)坡結(jié)構(gòu)特性等作用的定量研究也相對較少；適用于黃河下游強(qiáng)沖積特點(diǎn)的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)仍存在一定缺陷；現(xiàn)有生態(tài)護(hù)坡工程風(fēng)險評價方法尚不成熟，指標(biāo)體系不統(tǒng)一，評價等級劃分差異較大；護(hù)坡工程風(fēng)險管控技術(shù)有待完善。

本文針對岸坡失穩(wěn)機(jī)理及其主要影響因素、生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用、護(hù)坡工程風(fēng)險評估及管控等方面進(jìn)行總結(jié)評述，針對現(xiàn)有研究不足提出研究展望，以期為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 岸坡失穩(wěn)機(jī)理及其主要影響因素

1.1 研究區(qū)域概況及岸坡現(xiàn)狀

黃河下游從桃花峪以下至入?？冢L約786 km，河段落差為94 m，縱比降上陡下緩，平均約為1.2?[9]。河道由主河槽與灘地共同構(gòu)成，斷面呈“寬灘窄槽”復(fù)式斷面，灘槽關(guān)系復(fù)雜[10]。當(dāng)前黃河下游水沙變化依然復(fù)雜[11]，部分堤溝河仍未改觀，局部河勢演變劇烈[12]，“二級懸河”嚴(yán)峻形勢依然存在，如圖1 所示，岸坡沖刷仍是防洪安全和生態(tài)治理的重要威脅。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1985—2015 年黃河下游河道工程重大險情次數(shù)超136 次、較大險情超1 449 次，如表1 所示。據(jù)1958—1996 年幾次大洪水堤防險情記載，其中85% 的位置分布在距堤腳50 m 內(nèi)，14% 分布在距堤腳50～100 m 內(nèi)[13]；1999—2000 年在對黃河下游671 km 堤段隱患的調(diào)查中， 發(fā)現(xiàn)較為明顯的堤防隱患1 330 處， 裂縫向堤身延伸最長距離達(dá)13 m， 裂縫下延深度達(dá)10 m[14]；2006 年汛期謝家閘斷面左側(cè)灘岸崩塌寬度達(dá)207.2 m；2018 年汛期高水位時，長興集斷面坡腳淘刷，近岸河床最低點(diǎn)下降2.4 m[15]；2018 年以來黃河下游連續(xù)遭遇較大流量過程，特殊水沙條件致使韋灘控導(dǎo)工程靠河長度增長，主流形成向北的橫流[16]。

1.2 水-土-植被等多因素耦合作用下護(hù)坡破壞機(jī)理

黃河下游水-土-植被耦合作用主要考慮水沙動力特征（流量、流速、含沙量等）、河道邊界特征（河道形態(tài)、岸坡土體等）、護(hù)坡植被性能（根系加筋錨固、植被多樣性等）三者之間的相互關(guān)系。水-土-植被耦合作用下影響護(hù)坡穩(wěn)定的因素眾多，既與水沙動力過程有關(guān)，又受到河道邊界條件的影響，涉及水、土、植被、護(hù)坡結(jié)構(gòu)等方面，機(jī)理十分復(fù)雜。

黃河水沙異源，近年來下游河床持續(xù)沖刷，床沙組成橫向分布為主槽粗、灘地細(xì)，岸坡土體組成復(fù)雜，主要以砂壤土、壤土為主，局部混摻黏土、粉砂[17-19]。不同岸坡土體的沖刷失穩(wěn)機(jī)理又有所不同。對非黏性土來說，在近岸水流的沖刷下，當(dāng)岸坡水下坡角大于休止角時，岸坡將會失穩(wěn)坍塌[20]。通常表現(xiàn)為單個顆粒的崩塌或移動，或沿微彎曲的淺層滑動面發(fā)生剪切破壞，以往研究中，從輸沙平衡、土體守恒等角度，提出相應(yīng)的非黏性岸灘崩塌計(jì)算模式[21-22]。對黏性土來說，當(dāng)土體內(nèi)部抗滑力小于滑動力時，岸坡將會發(fā)生失穩(wěn)崩塌破壞。失穩(wěn)破壞又分為剪切破壞和懸臂破壞[23]，滑動力受到土體物理力學(xué)特性[24] 等因素的影響。根據(jù)黏性土的崩岸機(jī)理，研究者們建立了相應(yīng)的崩塌力學(xué)模式[25]。岸坡破壞機(jī)制可分為3 個階段：局部失穩(wěn)階段、擴(kuò)張發(fā)展階段和最終穩(wěn)定階段[26]。針對黃河下游復(fù)式二元或多元結(jié)構(gòu)岸坡，當(dāng)岸坡下部非黏性沙在水流的侵蝕淘刷下，其坡度接近休止角[27]，上部黏土層懸臂，下部沙土沖刷將使懸臂土體失穩(wěn)坍落。根據(jù)力學(xué)分析，學(xué)者們也推導(dǎo)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)描述模式[28-29]。

黃河下游岸坡失穩(wěn)影響因素眾多，包括水動力條件[30]、植被分布[31]、河道邊界地形[32]、水位[33-34]、土體特征[35]、護(hù)坡結(jié)構(gòu)[36] 和凍融凍脹[37] 等方面，如圖2 所示。水動力作為主控因子，在岸灘崩塌過程中起著重要作用，包括含沙水流、糙率、主流沖刷、二次流淘刷以及滲流破壞等方面[38-41]。相同土質(zhì)條件下，河床形態(tài)和河道演變也會影響岸坡失穩(wěn)過程[42]，如游蕩段比彎曲段的崩岸變形要大[43]。土體特性對岸坡穩(wěn)定存在顯著影響[44]，不同類型土體岸坡穩(wěn)定性不同，土體應(yīng)力分布對岸坡破壞起到關(guān)鍵作用[45]；另外，受氣候影響，凍融/凍脹會影響岸坡土體物理力學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而影響岸坡穩(wěn)定[46]。黃河下游河道兩岸往往發(fā)育植被，可減少水流沖刷[47]，植被根系又能穩(wěn)定邊坡，提高土壤的強(qiáng)度和韌性[48]。不同護(hù)坡結(jié)構(gòu)作用不同，如混凝土防滲墻作為堤壩常用防滲結(jié)構(gòu)[49]，格賓網(wǎng)墊等柔性結(jié)構(gòu)作為堤防加固技術(shù)[50]，以提高堤防的抗沖性和穩(wěn)定性。

對黃河下游而言，水流沖刷是護(hù)坡破壞的重要因素，具體可表現(xiàn)為：黃河下游游蕩性河段河勢尚未完全控制，造成河勢突變，使得險工段易沖刷出險；其特有的二級懸河形勢，洪水一旦出槽，極易沿橫比降集中歸流，甚至直沖大堤；同時，由于“二級懸河”的存在，堤溝河往往長達(dá)數(shù)公里，容易順堤行洪，產(chǎn)生順堤的坡腳沖刷，造成護(hù)坡失穩(wěn)。此外，黃河下游護(hù)坡破壞也受土體特性、來沙量、岸坡干濕變化等因素影響。土體特性方面，黃河下游岸坡以（砂）壤土為主，土體易沖易變形；另外下游年均來沙量減少，這些年尤其是小浪底運(yùn)行以來[51]，下游持續(xù)沖刷，沖刷量約32.15 億t，如圖3 所示。同時，由于上游水庫調(diào)節(jié)作用，下游水位變化，導(dǎo)致岸坡土體干濕交替，也會降低岸坡穩(wěn)定性。

總體而言，現(xiàn)有研究較少深入將根系作用機(jī)理與模式用于沖積河流岸灘穩(wěn)定計(jì)算中[52]，結(jié)合黃河下游二級懸河、河勢演變復(fù)雜等特點(diǎn)，進(jìn)一步考慮與不同生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)類型組合影響的定量研究亦相對較少，尚不能完全回答水流沖刷下水-土-植被等多因素耦合作用對護(hù)坡穩(wěn)定破壞機(jī)制這一科學(xué)問題。

2 生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用

植被是黃河流域復(fù)雜人地耦合系統(tǒng)中的關(guān)鍵因子[53]，起到防洪固土、減少土壤侵蝕的作用[54]，也是攔蓄洪災(zāi)的重要手段[55]。目前，植被護(hù)坡在黃河下游應(yīng)用較多，植被根系可增加岸坡穩(wěn)定性[56]，植被也可對河流系統(tǒng)生態(tài)功能的保護(hù)與修復(fù)起到重要作用。植被護(hù)岸常以喬灌結(jié)合的形式為主，選用高大喬木、低矮灌木及其他花草，與近岸河水共同組成一個立體的生態(tài)系統(tǒng)[57]。結(jié)合黃河下游流域特點(diǎn)，典型植被有蘆葦、檉柳等[58]，使用狗牙根、狗尾草等[59] 防洪固土效果亦較好。圖4 為黃河下游馬渡段典型生態(tài)護(hù)坡情況。

自20 世紀(jì)70 年代開始，黃河下游進(jìn)行了一系列的新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)的試驗(yàn)，但現(xiàn)有生態(tài)護(hù)坡效果仍受到施工技術(shù)、質(zhì)量控制方式以及外部環(huán)境等因素的影響，明確工程結(jié)構(gòu)、植被、固化黃土一體化的綜合生態(tài)護(hù)坡技術(shù)是邊坡防護(hù)的必然趨勢[60]。黃河不同區(qū)域在綜合生態(tài)保護(hù)和工程穩(wěn)定性等方面已開展了護(hù)坡結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究，例如，黃土邊坡陜西段前期使用黑麥草邊坡，后應(yīng)用新型邊坡防護(hù)材料聚丙烯纖維，并改為加筋黃土防護(hù)，采用快速植生的多功能層設(shè)計(jì)等方法解決邊坡上植被生長緩慢等問題[61]；黃河下游濟(jì)南段在靠水幾率較高的堤段采用狗牙根+三維網(wǎng)方案進(jìn)行防護(hù)[62]；濟(jì)南段左岸趙莊險工處，護(hù)坡采用格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)攤鋪植生混凝土并播種狗牙根，坡腳用漿砌石[63]；利津東壩控導(dǎo)工程處，搶險時采用拋投扭王（工）體混凝土+大塊石+鉛絲籠組合，達(dá)到1+1+1＞3 的效果[64]；菏澤段的整治工程為提高坡腳的穩(wěn)定性，在重點(diǎn)受溜容易出險的部位拋大塊石、鉛絲籠、混凝土四角錐體[65]；下游左岸小開河引黃灌區(qū)，護(hù)坡選用聯(lián)鎖式護(hù)坡水工磚襯砌，并提出現(xiàn)澆混凝土襯砌適用于地上渠，漿砌石襯砌適用于石材豐富、價格較低的情況[66]；下游原陽仁村堤護(hù)灘工程采用土工枕布護(hù)坡[67]，等。

上述護(hù)坡工程技術(shù)應(yīng)用取得了很好的成果，但仍存在護(hù)坡結(jié)構(gòu)耐久性不足、生態(tài)護(hù)坡型式單一[68] 等問題。由于黃河下游存在岸坡土質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松散等特點(diǎn)，易出現(xiàn)不均勻沉陷等問題，且現(xiàn)有應(yīng)用大多未深入考慮黃河下游河道的強(qiáng)沖積特點(diǎn)。此外，現(xiàn)有研究針對生態(tài)護(hù)岸穩(wěn)定性的定量化評價考慮因素相對單一，從多學(xué)科交叉融合出發(fā)，綜合考慮水、土、植被等因素耦合作用，其生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)仍需進(jìn)一步優(yōu)化。

3 護(hù)坡工程風(fēng)險評估及管控

護(hù)坡工程失穩(wěn)破壞危害巨大，威脅堤防安全和群眾生命財產(chǎn)安全。建立護(hù)坡工程風(fēng)險評價指標(biāo)體系，識別相應(yīng)主控判別指標(biāo)及其維持穩(wěn)定的閾值范圍，是實(shí)現(xiàn)護(hù)坡工程風(fēng)險管控的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

3.1 岸坡破壞風(fēng)險評估研究方法

從不同角度和方法出發(fā)，岸坡破壞風(fēng)險評估研究方法主要包括傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)法、力平衡分析法、岸坡穩(wěn)定性綜合判斷法?；诮?jīng)驗(yàn)方法的岸坡破壞風(fēng)險評估以河床演變分析原理為基礎(chǔ)，構(gòu)建岸坡破壞特征參數(shù)（包括岸坡高度、護(hù)岸工程損毀情況、岸坡破壞崩塌速率及累計(jì)崩塌寬度等）與水沙邊界條件及岸坡邊界條件等特征參數(shù)（如近岸水深、平灘流量、水流沖刷強(qiáng)度、岸坡形態(tài)等）之間的關(guān)系[69-70]。如Rosgen[69] 提出的經(jīng)驗(yàn)方法以岸坡侵蝕危險指標(biāo)和近岸水流切應(yīng)力指標(biāo)為獨(dú)立變量，構(gòu)建了破壞后退速率與這2 個指標(biāo)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，其中，岸坡侵蝕危險指標(biāo)以岸坡高度/平灘水深、護(hù)岸工程覆蓋度、植被根系長度/岸坡高度、根系密度等指標(biāo)為依據(jù)，該方法被相關(guān)研究者所廣泛采用[71-72]。但由于不同河流水文及地貌特征的差異，經(jīng)驗(yàn)法的適用性相對有限。

基于力平衡分析方法，有關(guān)學(xué)者以臨界崩塌高度[73]、臨界掛空長度[74] 等作為判別指標(biāo)，同時引入土力學(xué)邊坡安全系數(shù)的概念，構(gòu)建岸坡破壞風(fēng)險評估模型。在此基礎(chǔ)上，耦合水沙輸移、床面沖淤計(jì)算等模塊，建立基于動力學(xué)過程的岸坡模擬技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)岸坡破壞過程模擬。斷面尺度及一維尺度的岸坡穩(wěn)定性模型分別以美國國家泥沙實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的BSTEM 和CONCEPTS 模型為代表，廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)[75-76]。通過局部網(wǎng)格可動技術(shù)，將斷面尺度模型與二維或三維水沙數(shù)學(xué)模型耦合，在岸坡穩(wěn)定性研究方面取得了很好的成果[77-78]。但二維、三維的數(shù)學(xué)模型通常對岸坡破壞過程進(jìn)行了簡化，且通常多適用于天然未護(hù)岸坡的模擬，一定程度上限制了模型在實(shí)際護(hù)坡工程中的應(yīng)用。

岸坡穩(wěn)定性影響因素眾多，各因素之間存在復(fù)雜的非線性關(guān)系，現(xiàn)階段岸坡破壞機(jī)理難以建立多因素耦合作用下的力學(xué)模式。通過對不同類型岸坡破壞主要影響因素進(jìn)行權(quán)重賦值，可以對岸坡穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評估；將模糊評價法和層次分析方法相結(jié)合，利用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重，用模糊評價法對數(shù)據(jù)進(jìn)行評估[79]；亦可利用概率評估等模型定義河岸破壞風(fēng)險[80]。

3.2 護(hù)坡工程風(fēng)險管控研究

護(hù)坡工程風(fēng)險管控包括監(jiān)測、評估、處置、防護(hù)以及高效管理等多個方面。中國在治河實(shí)踐中，針對長江、黃河等大江大河的護(hù)坡工程風(fēng)險管控方面積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)，并取得了一些技術(shù)性突破[81]。

針對護(hù)坡工程風(fēng)險監(jiān)測方面，利用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，考慮監(jiān)測點(diǎn)的動態(tài)性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)護(hù)坡?lián)p害監(jiān)測[82]，或采用邊坡多場監(jiān)測的新型光纖傳感器[83]，但面對黃河下游隨機(jī)、復(fù)雜的岸坡破壞過程，還應(yīng)建立長期觀測機(jī)制[84]。護(hù)坡工程風(fēng)險評價方面，上文有經(jīng)驗(yàn)法、力平衡分析法、岸坡穩(wěn)定性綜合判斷法等方法。針對護(hù)坡工程風(fēng)險處置方面，可采用格賓石籠護(hù)坡、拋石護(hù)腳[85] 等措施。護(hù)坡工程防護(hù)方面，在工程型式上，由傳統(tǒng)的守點(diǎn)工程（包括丁壩、磯頭等）改進(jìn)為平順型護(hù)岸。在護(hù)岸材料上，隨著研究的不斷深入，先后采用了柴枕、混凝土鉸鏈排、拋石、塑護(hù)軟體排混凝土異形塊、四面六邊透水框架和鋼絲石籠護(hù)岸[86-87]?；谧o(hù)岸工程結(jié)構(gòu)安全、資源節(jié)約、生態(tài)修復(fù)等多因素需求，研發(fā)了網(wǎng)模卵石排、網(wǎng)筋人工石群等水新型下護(hù)岸工程技術(shù)[88]。針對護(hù)坡工程管理方面，中國江河護(hù)坡工程治理以防洪為主，通常關(guān)注工程構(gòu)造安全性及耐久性。隨著回歸自然、生態(tài)環(huán)保、親水景觀等理念的深入人心，生態(tài)型護(hù)岸理念應(yīng)運(yùn)而生[89]，加筋生態(tài)護(hù)坡技術(shù)作為一項(xiàng)兼顧強(qiáng)度和生態(tài)的新興技術(shù)得到廣泛應(yīng)用[90]。在治理邊坡生態(tài)保護(hù)問題時，根據(jù)植被生長特性要求，改進(jìn)或研發(fā)植物生長基質(zhì)[91]。目前，拋投防汛石是黃河河道整治、搶險救災(zāi)的主要手段[92]。

經(jīng)過不斷探索與發(fā)展，護(hù)坡工程技術(shù)已在實(shí)踐中積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)，生態(tài)護(hù)坡被越來越廣泛應(yīng)用于江河湖海、城市及流域治理等各類護(hù)坡工程中。但護(hù)坡工程風(fēng)險管控涉及內(nèi)容多，護(hù)坡破壞仍然多發(fā)（圖5），除了防護(hù)處置外，還涉及監(jiān)測、評估以及管控等多方面，需要進(jìn)一步開展一體化的研究，從而實(shí)現(xiàn)護(hù)坡工程事前預(yù)防（監(jiān)測）與高效管控。

4 結(jié)論及展望

生態(tài)護(hù)坡已成為河道岸坡防護(hù)發(fā)展的重要方向，生態(tài)護(hù)坡穩(wěn)定受自然與人類活動共同作用，影響因素多，且伴隨水力侵蝕、岸坡土體破壞、植被根系固土等多個動力過程，在黃河下游特殊的水沙條件下機(jī)理更加復(fù)雜，需要采用河流動力學(xué)、土力學(xué)、植被學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等多學(xué)科交叉理論來開展研究。

（ 1）當(dāng)前對不同類型土體岸坡失穩(wěn)過程、機(jī)理及其力學(xué)模式方面，已開展了較為深入的研究工作，但主要考慮水動力條件、岸坡土體特性等因素，尚未深入考慮水流沖刷條件下植被根系固土作用、護(hù)坡結(jié)構(gòu)特性等因素的耦合作用。未來還需深入研究水-土-植被耦合作用下黃河下游主槽岸灘與堤防護(hù)坡的破壞機(jī)理，豐富多因素耦合作用下生態(tài)護(hù)坡穩(wěn)定機(jī)制的理論研究，并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)描述模式。

（ 2）生態(tài)護(hù)坡工程研究與應(yīng)用已取得了較好進(jìn)展，但在黃河下游“二級懸河”和河勢演變復(fù)雜的背景下，如何針對其強(qiáng)沖積特點(diǎn)，考慮水流沖刷、植被根系固土效應(yīng)（加筋、錨固）等因素，建立水流沖刷作用下生態(tài)護(hù)坡穩(wěn)定性的模擬方法，提出剛-柔協(xié)同新型生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)，并確定利于提升岸坡穩(wěn)定性的植被優(yōu)選布置形式，在保障護(hù)坡結(jié)構(gòu)安全、岸坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)岸坡生態(tài)化和景觀美化。

（3）針對岸坡（穩(wěn)定）風(fēng)險評價，當(dāng)前采用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)評估法、力平衡分析法、岸坡穩(wěn)定性綜合判斷評估法等已開展了較為深入的研究工作，但受生態(tài)護(hù)坡破壞影響因素眾多的限制，生態(tài)護(hù)坡工程風(fēng)險綜合評價指標(biāo)體系仍需深入研究。如何在河勢、水、沙、土、植被、護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式等眾多因素中，識別生態(tài)護(hù)坡工程風(fēng)險的主控指標(biāo)，確定各指標(biāo)維持岸坡穩(wěn)定的閾值范圍，建立考慮多要素多層次的生態(tài)護(hù)坡工程風(fēng)險綜合評價指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)對破壞可能性、危害程度以及風(fēng)險等級的綜合評價，仍是當(dāng)前亟需研究的重要問題。

（ 4）生態(tài)護(hù)坡工程處置和防護(hù)技術(shù)取得了較好進(jìn)展，但受生態(tài)護(hù)坡工程破壞機(jī)制認(rèn)識不深和風(fēng)險綜合評價指標(biāo)體系不完善的限制，其風(fēng)險管控技術(shù)還有待進(jìn)一步研究。如何基于水-土-植被等多因素耦合作用生態(tài)護(hù)坡破壞機(jī)理和風(fēng)險綜合評價指標(biāo)體系，提出岸坡監(jiān)測-評估-處置/防護(hù)一體化的風(fēng)險管控技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)岸坡破壞事前預(yù)防，也是實(shí)現(xiàn)黃河下游生態(tài)護(hù)坡工程高效管控的一項(xiàng)關(guān)鍵所在。

鑒于黃河下游河道仍將長期處于動態(tài)調(diào)整中及其特殊水沙條件，未來研究方向可以黃河下游生態(tài)護(hù)坡破壞機(jī)制研究為基礎(chǔ)，研發(fā)適用強(qiáng)沖積特點(diǎn)的剛-柔協(xié)同新型生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式，結(jié)合風(fēng)險綜合評價指標(biāo)體系綜合提出生態(tài)護(hù)坡風(fēng)險管控技術(shù)。既關(guān)注黃河下游生態(tài)護(hù)坡破壞機(jī)理與防護(hù)治理的共性問題，同時又要對重點(diǎn)河段開展生態(tài)護(hù)坡風(fēng)險評估和風(fēng)險管控技術(shù)研發(fā)。

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