堤岸防护工程隐患灾害机理与数字孪生应用方案

一、灾害机理

堤岸防护工程（护岸、护脚）的核心功能是抵御水流冲刷、波浪冲击，保护堤岸稳定。其隐患的核心致灾机理是防护结构失效后引发的水流直接作用于堤岸土体，最终导致坍塌灾害，威胁堤身主体安全。具体演化过程如下：

1.防护结构失效：护岸、护脚因材料老化、施工缺陷（如砂浆不饱满、基础埋深不足）、水流冲刷/波浪冲击等因素，出现裂缝、变形、局部塌陷等结构完整性破坏；

2.水流直接作用土体：失效的防护结构失去挡护功能，高速水流、波浪直接冲刷堤岸土体；

3.冲刷-坍塌演化：水流淘刷堤岸土体形成冲刷坑，冲刷坑不断加深扩大导致堤岸土体失去支撑，最终引发坍塌，进而威胁堤身整体稳定。、

致灾链条可概括为：防护结构失效 → 水流直接冲刷 → 冲刷坑扩大 → 堤岸坍塌 → 威胁堤身

二、灾害机理与感知技术对应关系

针对致灾机理各环节的特征，构建“多技术协同感知”体系，实现对防护工程隐患的全维度识别与演化监测，具体对应关系如下：

三、数字孪生应用价值

基于多源感知数据构建“水动力—结构—地形”耦合数字孪生模型，实现对堤岸防护工程全生命周期安全状态的动态评估与预测。该模型可模拟不同水文工况（如洪水、风浪）下水流对防护结构的作用力、结构变形演化及堤岸地形冲刷变化过程，精准评估防护工程的剩余安全寿命；同时，通过虚拟仿真不同加固方案（如抛填块石、加固护脚、修复护岸）的效果，优选最优处置策略，从根本上阻断“防护失效-冲刷坍塌”的致灾链条，保障堤岸及堤身安全。