排洪工程作为城市防洪除涝的水利工程措施之一,可将洪水绕过城区直接引入下游河道,以解决或削减城市的洪涝灾害,从而减少给人们带来的损失,促进社会经济的发展。然而,排洪出口出流将改变其附近河道原本的冲淤状态,河床需经历一定时间的调整以达到新的平衡。分析排洪工程对感潮河段的冲淤影响,对于充分发挥工程效益和维持河势稳定具有一定的实际工程应用价值。本文以闽江北港魁岐河段为研究区域,探索在福州城区防洪工程魁岐排洪出口泄洪作用下该河段的水流场变化情况,并分析魁岐河段河床在排洪洞不同泄流工况下的局部冲淤变化及泄洪停止后河床局部变形的恢复状况。由此得出的水流场与泥沙冲淤预测结果对于排洪出口消能防护措施的制定具有现实意义。本文选取基于浅水方程及有限体积法理论的平面二维水流泥沙数学模型进行模拟分析,研究内容及成果如下:(1)应用水流数学模型模拟闽江下游感潮河段的天然流场,根据实测数据验证与分析表现:计算结果可以反映该河段的水位、流速等水力参数,可为闽江北港魁岐河段模型提供准确的边界条件。其中,工程河段落急时刻的流速比涨急时刻大,且落潮历时长于涨潮历时。(2)针对魁岐排洪出口泄洪对其附近河段流场的影响研究表明:由于排洪口的建成,该河段在洪水出流位置形成一流速较大的主流区,该主流随着河道潮流涨落而摆动,涨潮时偏向上游,落潮则偏向下游,且落急时刻对河道的影响范围比涨急时刻大。(3)考虑泄洪流量、泄洪次数与泄洪历时等因素,针对排洪洞四种不同泄流工况下魁岐河段河床的局部冲淤进行模拟研究。计算结果分析表明:河床变形范围以排洪口为中心,随涨落潮在上下游呈一扇形分布。水流出口处河床则快速下切形成冲刷坑,排泄水流对河床冲刷的泥沙落淤于冲坑两侧位置,上游淤积区在涨潮期间淤积快,落潮期间较为缓慢,下游淤积主要在落潮期间形成。排洪洞泄洪量越大、泄洪历时越长以及泄洪次数越多,河床局部变形影响也将越广。泄洪停止后河床冲淤各区域峰值(最大冲刷深度与淤积高度)经历一个全潮周期的恢复率达50%以上。本研究成果可为福州防洪工程魁岐排洪出口消能防护措施的采取提供科学的决策依据,还能为同类工程的建设提供相应理论基础,用以借鉴参考。