1、课题来源与背景 “揭河底”现象是黄河特有的一种泥沙运动规律，常指高含沙洪水通过时，河底成块的淤积物（胶泥块）揭掀而起、脱离床面，河床发生剧烈冲刷的现象。“揭河底”发生时对揭底河段具有强烈的冲刷塑槽作用，一定程度上能恢复河道过洪能力；但同时冲刷又往往引起河道主槽的迁徙，使工程着溜部位不断地变化，容易造成河道工程沉蛰、坍塌；同时由于“揭河底”使河槽大幅度冲刷，河道水位下降，致使沿河机电灌站脱流，严重影响工农业生产。 自2005年开始，研究团队先后在水利部“948”计划技术创新与转化项目（CT200517）、水利部公益性行业科研专项经费项目（201101009）、国家自然科学基金（51209101）、黄河水利科学研究院基本科研业务费专项项目（HKY-JBYW-2013-01）的资助下，围绕黄河“揭河底”冲刷机理与防治持续进行了十年的研究。 2、技术原理及性能指标 项目研究主要属河流动力学领域，为高含沙洪水特性的基础和应用基础研究。研究中主要依据河流泥沙动力学、水力学、土力学、结构力学、河床演变学等基本原理。

项目主要取得以下研究成果： 

（1）拓展界定了“揭河底”冲刷概念，系统分析了“揭河底”河段前期河床淤积层理结构的形成机理，构建了清晰的“揭河底”冲刷过程物理图形，揭示了“揭河底”冲刷期断面形态调整规律。 

（2）首次揭示了胶泥层胶结强度随泥沙粒径、含水率等因子的变化规律，建立了相应的本构关系，诠释了胶泥块“揭而不散”的力学机理；揭示了胶泥层厚度对抗折强度的影响及不同“揭河底”表观现象胶泥层形变过程与应力变化对应关系。 

（3）首次在实验室内成功模拟了真正意义上的“揭河底”现象，并运用瞬变流模型建立了“揭河底”冲刷临界判别指标；采用国际先进的薄膜式压力传感器，实时采集了胶泥块底部脉动上举力变化过程，量化了“揭河底”瞬间胶泥块底部脉动压力临界值。 

（4）首次系统观测了不同揭掀状态下胶泥块底部紊动涡的发展过程及传播规律，获取了不同揭掀状态、不同部位，紊动强度与紊动能沿水深变化的实时分布与量值关系，建立了“揭河底”发生过程中统一的纵向流速分布式。 

（5）基于建立的“揭河底”冲刷期潼关站与龙门站水沙响应关系，针对因潼关站泥沙粗化、含沙量增加对水库及黄河下游河道造成的危害，提出了“揭河底”冲刷期高含沙洪水三门峡与小浪底水库联合调控模式。 3、技术的创造性与先进性 项目取得的主要创新如下： （1）搜集、整理、挖掘了“揭河底”的相关基础资料，首次在实验室内模拟了“揭河底”现象及其过程。 （2）通过水流紊动结构和胶泥层土力学试验，揭示了“揭河底”现象的力学机理。 （3）首次建立了胶泥块抗折强度与床沙颗粒级配、干容重和胶泥层应力与形变过程的响应关系。 （4）首次运用瞬变流模型建立了发生“揭河底”现象的临界判别指标。 （5）提出了应对“揭河底”冲刷的工程防护措施及高含沙洪水三门峡与小浪底水库联合调控模式。 4、应用情况及存在的问题 项目成果系统分析了“揭河底”现象对黄河小北干流河段河势的影响和“揭河底“的冲刷深度，为黄河小北干流河段防洪工程布设、结构设计起到了较好的指导作用；针对“揭河底”的发生规律、危害而提出的防御措施，为防汛工作部署及抢险工作的针对性开展提供了技术支撑；该成果已被黄河防总、山西黄河河务局、陕西河务局等单位采用，特别是对黄河小北干流河段治理规划、防汛抢险等工作，应用成效显著。项目提出的高含沙“揭河底”洪水期三小联合调度模式，为黄委应对高含沙洪水期的水库调度提供了新的思路，并被调水调沙和洪水调度预案借鉴采纳，对充分发挥水库长远效益、减小下游滩区漫滩损失具有重要意义和巨大的推广价值。 同时，项目研究成果得到业内专家的高度评价，相关成果已在清华大学、武汉大学、河海大学、华北水利水电大学的硕士和博士研究生教学中采用，加深了人们对高含沙洪水特性的认识，对推动河流泥沙动力学学科的发展具有重要意义。 5、历年获奖情况 成果“黄河高含沙洪水‘揭河底’机理研究”获得2010年黄委创新成果一等奖，成果“高含沙‘揭河底’冲刷期三小联合调度模式”获得2015年黄河水利科学研究院科技进步一等奖。