护岸工程是保护岸坡土体,使岸坡免受水流冲刷破坏并稳定河势的一种重要航道整治工程措施,同时,河岸带是水陆边界相互作用的区域,是陆地生态系统与河流生态系统进行能量、物质及信息交换的一个重要场所。在未来的护岸技术中更多的考虑社会经济与生态环境的协调发展,利用生态工程技术进行岸坡防护已为护岸工程发展的新趋势。生态护岸除了护岸工程的基本功能外,还起到了美化环境,增强水体自净能力,保护生态系统的完整性的作用。因此,提出新型的生态环保型护岸结构型式,研究水流作用下护岸结构护坡前后岸坡附近的水流结构和紊流特性,对于河道岸坡的治理与保护具有重要的意义。本文结合中央级公益性科研院所专项资金项目“新型生态环保型护岸工程结构型式研究”,提出了两种新型的生态环保型护岸结构型式及其设计思路和设计参数,并通过水槽概化模型试验,研究有无生态环保型护岸结构时岸坡附近的水力特性,从理论上揭示了河道岸坡冲刷破坏的水沙动力学机理。其主要研究成果如下:①收集原有的资料,分析目前国内外内河航道护岸工程技术的发展趋势,包括传统护岸工程技术和生态护岸工程技术的研究现状,并弄清其适用条件、护岸材料及护岸结构型式;②分析长江中下游典型岸坡的形态特征和水流特性,提出螺母鱼礁块体护岸和菱形鱼礁块体护岸,并得出两种生态型护岸结构型式及其设计参数,确定结构物理模型及水流模型试验参数;③在综合考虑鱼礁块体的生态功能性、经济合理性及施工难易度,根据鱼类喜爱克流游泳速度,利用水动力学软件Fluent模拟计算鱼礁块体周围流场,找出两种鱼礁块体的布置间距,确定整个生态护岸结构的布置方式;④分析生态护岸结构的护岸机理,并通过水槽模型试验研究有无生态护岸结构条件下岸坡附近水流结构和紊动特性。总体来说,提出的两种新型生态护岸结构对整个区域水位的影响不大;对坡槽交界附近水流的减速效果好,产生绕流、紊流等现象,消耗更多的能量,使岸坡脉动动能明显减小,同时断面剪切力重新分布,证实护岸块体的护底促淤作用;螺母护岸块体的防冲减速效果要好于菱形护岸块体。