（1）河岸二元结构沉积过程。

河岸具有二元结构与河漫滩沉积过程息息相关。就长江中下游河道而言，随着水流动力轴线的侧向移动，由悬移质中的粗颗粒泥沙（也包含少量的推移质泥沙）在流速减少区淤积下来，这就是冲积物中的河床相。当水流连续侧向移动时河床相不断地堆积，形成顺直段的纵向沿河边滩，在河道弯曲段则形成凸岸边滩。当河床相泥沙堆积的高程发展到中水位附近或高于中水位时，水流挟带的悬移质泥沙中的细颗粒开始在边滩上沉积，特别是由细颗粒沉积后使得滩面开始生长植物并影响水流变得更为滞缓时，进一步促使了更细颗粒的沉积乃至悬移质中的冲泻质发生沉积，这样就形成河漫滩相。随着河漫滩堆积和滩上植被的更加茂盛，河漫滩经过洪水期较高含沙量水流泛滥得到充分发育。这种河漫滩可以直接成为河道的河岸，也可通过江心洲的并岸成为河道的河岸组成部分。随着时间的推移，河漫滩相逐渐被压实，密实度增大，土壤结构逐渐呈致密状态。当河道变迁使河漫滩再受到水流冲刷时，由河漫滩构成的河岸就可能发生崩岸。以上说明了河岸二元结构形成的沉积过程，其下层是沉积物中由松散颗粒中细沙组成的河床相，上层则为由黏性土壤组成的河漫滩相。

（2）河岸二元结构岸坡形态及其作用。

从河道查勘中可以观察到，长江中下游河道崩岸段二元结构的河岸，其上层黏性土层一般都呈现直立状，这是崩岸中岸坡土体下滑中剪切的结果，而且在水流作用下总是保持相对稳定状态，直到下一次崩岸发生。黏性土的冲刷试验和分析研究表明，粒径小于0.02mm的黏性土，颗粒之间黏结力起主导作用，黏性土受冲刷时为结构性破坏，多以成片、成团的形式运动。对于长江中下游河道河岸二元结构黏性土层来说，其起动流速可以达到4～5m/s，甚至更大，比近岸中细沙河床的起动流速大好几倍［64］，一般水流流速是不可能起动的。这就是在横断面上二元结构的岸坡上层黏性土层长期保持直立且相对稳定的原因。那么，其二元结构岸坡下层沙质河床在横断面上呈现何种形态呢？实测资料表明，下层沙质河床在横断面上是抛物线形态，图5-8为来家铺弯道在崩岸过程中于1963年施测的断面图，几个测次基本上表达了近岸河床横断面的抛物线形态，其中以632测次最为典型[5]。之所以具有这一形态是与近岸的水流条件和泥沙起动条件密切相关的。

根据较粗颗粒泥沙起动流速公式，即起动流速（v0） 与水深（h） 和粒径（d）之间的一般关系式为

图5-8　来家铺弯道崩岸中来17 断面形态图

式中的k 为常系数。河道床沙资料表明，近岸河床的床沙粒径可以考虑为保持不变，则起动流速与水深的关系简化为(www.daowen.com)

当近岸流速分布即自岸边到深泓的横向流速分布满足v∝b1/6（v 为垂线平均流速，b 为离水边的距离），则近岸沙质河床横断面是等坡度的（即沙质河床岸坡为直线形，如图5-9）；然而，在深泓处最大垂线平均流速Vmax不变的情况下，当近岸深槽水流的集中使得流速横向分布b 的指数小于1/6（图5-9中设为1/7和1/9）而呈向上凸的抛物线位于v～ab1/6上方时，那么近岸沙质河床横断面形态将不是直线而是呈向下凹的抛物线形，即自岸边至深槽部位，其岸坡坡度呈现由陡逐渐转缓的特性（图5-9）。迄今为止的天然河道中虽然尚缺乏自深槽至岸边的垂线流速分布的实测资料，但从上述分析中可以得出近岸水流比指数为1/6 的流速分布更为集中才能与抛物线形相应的结论。这就是说，当近岸深槽部位流速（vmax） 保持相同数值的情况下，由深槽至岸边近岸流速横向分布中，b 的指数为1/7 的流速值均大于指数为1/6的流速值（指数为1/ 9则更大），说明前者近岸流速分布的横向梯度均大于后者。从而可以进一步推断，当近岸流速越集中，近岸流速对于河岸的横向梯度越大，近岸河床横断面坡度将越陡，岸坡将越容易失去稳定，河岸将越容易发生崩岸（图5-9）。这就表明了崩岸段近岸河床断面形态及其发生崩岸与近岸水流泥沙运动的关系。

图5-9　崩岸段近岸流速横向分布与断面形态关系示意图

河道崩岸过程中形成的上述断面形态在河床演变中具有重要的作用。在弯道的崩岸段，其横断面自二元结构上层即黏性土层形成的直立岸坎开始，向下进入沙质河床至深槽其坡度基本上是由陡逐渐变缓变平，然后过深槽至边滩滩唇，再缓慢以平缓坡度进入对岸的边滩直至河漫滩。其中，深槽部位滩槽高差大，垂线流速大，具有较大比例的槽通量，所谓水流动力轴线也好，主流线也好，一般都处于深槽部位，由于凹岸岸坡较陡，对近岸深槽水流具有很强的束流能力；结合在平面上具有一定的凹入弯度和一定的贴流长度，就构成了一条控导主流的导流槽（其崩坍的凹岸一侧俗称为“导流岸壁”）。这就是说，上述的河岸平面和横断面形态容纳了河道的主流，约束了水流的方向，构成了该河段的河势。该段崩岸的变化就是河道平面变形，变形后的平面形态对本段河道又形成了新的河势条件，并且对下游河段的河势产生影响。这也体现了本书第1章中所提的崩岸对于控导水流和河床演变过程的反作用。

（3）黏性土层在崩岸后对近岸河床的掩护作用。

如上所述，河岸具有二元结构与河漫滩沉积过程相联系，就是说河岸二元结构是河流造床过程的产物。河岸二元结构上层黏性土层是悬移质中的细颗粒泥沙，其中包括冲泻质泥沙淤积并经历了漫长时间的不断密实，具有极高的抗冲性，而且其黏性土层的不同厚度在各类河型中都成为构成其河型的边界条件，这在前面有关章节中都进行了宏观分析。那么，黏性土层在河道具体的崩岸中具有什么作用呢？

河道二元结构中的黏性土层构成河岸抗冲性的主要内涵，是划分河岸抗冲性分类指标的重要成分，是崩岸强度的直接影响因素。黏性土层在崩岸过程中不是直接受水流冲刷变形的，而是由于下层河床相的中细沙受冲刷后，岸坡变陡失去稳定而滑入水中的。崩坍土体在滑动中形成剪切面，使黏性土层往往分裂成大小不等的块体，与滑动体的其他部分一起滑至崩窝的坡脚处；如果是条崩，黏性土层受重力作用先裂成条块再滑入或倒入水中，也停留在崩岸的坡脚处。坍塌的土体在坡脚处河床上，形成局部堆积，对覆盖的近岸河床起着掩护作用。同时，这种局部的覆盖体又形成局部水流结构，加剧了覆盖物与周围河床的冲刷。水流一方面使覆盖体中松散的沙性土遭受冲刷并带向下游；另一方面也使黏性土块发生分解和不断冲刷，其中粉质壤土较易冲刷，而黏土则不易冲刷，在一定时段内仍覆盖在床面上。由于冲刷和带走这部分覆盖物并进一步冲刷近岸河床是一个持续的累积的过程，所以，黏性土层的厚度、结构是直接影响崩岸强度的因素。每次崩岸无论强度大小，都是一个量变到质变的阶段，崩岸均表现为间歇性的。长江中下游冲积性河漫滩的河岸二元结构，上层黏性土大多数情况属于粉质壤土，在水流的冲刷下均不难分解，致密的黏土层相对较少。因此，二元结构黏性土层一般来说可以影响崩岸的速度，但不能制止崩岸的发生。