（4）当M>1时已属弱混合型，而泥沙主要来自流域，a<0.5时称为弱混合陆相河口。
2、河口泥沙来源
中国入海河流数百条，每年挟带近20亿t泥沙倾注入海成为海岸带滩涂的主要物质来源。
这些泥沙一部分在风浪作用下被掀起后随涨潮流又回到河口，故河口泥沙的矿物成分往往与河道泥沙并无二致，但就泥沙运动来说与河道泥沙的运移有显著的区别。
河口泥沙的来源从数量上来说，主要是陆相河沙和海相泥沙。
陆相泥沙源于岩石的风化。
当岩石风化以后变成各种粘土矿物质，这些粘土矿物质的主要成分是含水硅酸铝。
我国大江大河多，淤泥质海岸分布其广，这是我国河口海岸的一个特点。
海相泥沙总的来说都是由涨潮流带进河口。
同时，人类活动对河口泥沙数量的影响不可忽视，如河口疏浚泥土的处理，如果处理不当，往往使航道回淤严重；城市工业用水和生活用水如果不加处理，直接排放到河口，就数量来说，远远小于流域来沙或海域来沙，但污水中含有大量有机物质以及纤维和脂肪，促使细颗粒泥沙的电化学变化，加速沉降。
此外，河口地区因涨落潮流路的变化，滩冲槽淤造成局部泥沙的大量托运，往往是河口河南床剧烈变动的主要原因。
3、河口中泥沙运动基本形式
河流中运动着的泥沙，就其来源而言，可以分为两大类，一类是从流域地表冲蚀而来的；另一类是从原河床上冲起的。
在运动过程中，两者有着置换作用。
从流域冲蚀下来的泥沙，小部分沉积在河床上，大部分汇流入海，特别是颗粒很细的泥沙，绝大部分都汇流到海里去了；而原来河床上的泥沙，也有一部分为新来的泥沙所置换而汇流入海。
而影响流域地表侵蚀的因素，主要与气候、土壤、地貌及人类活动有关系[9]。
河口地区床沙组成物质，一般都比较细，如何区分床沙质和冲泻质比较困难。
对于平原型河口来说，粉沙可认为是床沙质，山区型河口的床沙质要粗一些，一般为中沙和细沙甚至亦有砾石组成，至于粘土以下的物质，在未到河口地区以前一泻千里，沿程很少在河槽中停留，因此称为冲泻质。
但进入河口地区以后与盐水相遇，絮凝沉降而落淤到床面，成为淤泥，这就难于区别它为床沙质和冲泻质了。
但就无粘性的中细沙和粉沙粒级来说，在河口往复性水流中单个泥沙颗粒运动的基本形式和平原河流一样是推移运动和悬移运动。
在泥沙输移过程中，泥沙颗粒在床面的集体运动亦有沙波出现。
至于淤泥的运动形式略有差异，它一经扬动即悬浮水中，无推移的过程[10-11]。
泥沙起动是泥沙输运最重要的动力学过程之一，传统的研究是从床面泥沙的受力平衡出发，推导泥沙的临界起动剪应力或流速。
近期的研究将泥沙起动的间歇性与湍流的猝发现象联系起来[12]。
尤其是，NinoY.,etal.（1996）[13]采用天然沙进行的实验研究进一步证明了泥沙起动与湍流猝发的喷发事件密切相关的事实：
一方面，泥沙颗粒集中在低速条纹附近，这显然与湍流边界层中反向旋转的成对流向涡结构有关，这些泥沙积聚所形成的条纹的几何尺寸与湍流猝发的条纹特征一致；另一方面，泥沙颗粒喷射的角度10b~20b，与低速条纹抬升形成由集中展向涡构成的剪切层的倾角14b极其相似。
这充分说明了泥沙起动与湍流喷发事件的密切关系。
4、河口海洋动力输沙
海洋动力一般指潮汐、海流和海浪，渤海的海流以潮流为主。
海洋动力中，周而复始的潮流是持续永恒的动力，在河口较长时期的演变中潮流起着主要作用河口地区输沙动力是河流动力（径流）和海洋动力（潮流）综合作用的结果[14-15]。
在一定岸边界条件下，潮流动力基本上是一定的，与径流综合作用下的输沙动力主要取决于径流大小。
入海径流越大，输沙动力越强。
对于同样的输沙动力，当然是沙量越少越容易输送，反之，对于同样的沙量，水动力越强越容易输送。
也就是说，输沙的多少要看沙量与水动力的相对关系，既水沙搭配关系。
确切地说，对于同样的入海沙量，来沙系数越小，即单位流量级含沙量越低，则在一定时间内输往外海的泥沙越多；反之，来沙系数越大，即单位流量级含沙量越高，则输往外海的泥沙越少。
通常用排沙比和排沙绝对量两个指标来判定海洋输沙能力的大小，但二者的变化趋势并不完全一致[16-17]。
对于海岸泥沙运动，首先从研究波浪作用下的泥沙运动开始，最终要归结到港口航道、港池的淤积变化，海岸线的演变以及建筑物周围的冲淤变化等。
传统上，按岸滩泥沙颗粒的组成将海岸分为3类，即岩石海岸、砂质海岸和淤泥质海岸。
但粉砂质泥沙的运动特征，使得对海岸的分类提出了质疑[18-19]。
三、河口泥沙物理模型研究进展
自从1885年雷诺（Reynolds）首先运用潮汐河口模型试验研究英国默尔塞河口（MerseyEstuary）的潮汐水流以来，已有一百多年的历史，现今潮汐河口模型试验逐渐趋于完善，但其进展是比较缓慢的。
到了20世纪20年代，随着船只吃水尝试的不断增加，对航道水深的要求亦相应增加，单纯依靠疏浚很验证增加和维护较大水深，故有不少河口港已采取疏浚结合整治的治理原则，整治工程的规划、堤线的布置是否合理等对模型试验提出了要求，因而各国相继以模型试验来研究潮汐河口治理问题。
比如著名的如法国费里哈哥特（VeruonHercourt）的塞纳河口（SeineEstuary）模型试验，英国吉普生（A.H.Gibson）教授的塞汶河口（SevenEstuary）模型试验。
二次世界大战之后，随着电子工业的发展，模型中潮汐的产生已由简单的机械装置，发展为运用光电原理的半自动控制，模型已由清水试验发展到盐淡水混合的浑水试验。
无论在试验技术和相似条件的考虑方面都前进了一大步，同时现场测验技术也有显著的改进，因而自50年代以来各国河口的治理有了显著的进展，航道水深获得了较大幅度的增加。
目前潮汐河口模型已可复演河床的冲淤演变，如西德易北河口动床模型[20]。
在渔港、海岸工程建设中经常需要了解其所在海域水流、波浪、泥沙等物理特性，为了复演和预测工程海域中的物理现象，目前常采用两种模拟手段，一种是水力比尺模型（物理模型），另一种是数值模拟（数学模型）。
物理模型是以一定的比例尺来建造实物模型模拟真实工程情况，它历史悠久，最早可以追溯到1885年Reynolds创建Mensey河口模型。
由于物理模型形象直观，形态逼真，因此在工程界中应用较广。
而数值模拟是对自然现象构造数学模型，建立微分方程组，由于自然现象的复杂性，方程常常是非线性的，因而往往难以求得精确的解析解，这时只能通过引入近似简化方程或者将方程离散求解。
由于其计算量庞大，在电子计算机得到广泛应用后才兴起，因此只有近30多年的历史。
随着大容量、高速度、多功能电子计算机的发展和现代近似计算方法的进步，数值模拟也获得了高速度发展与应用[21]。
除一般水力学问题外，物理模型试验已成为航道整治、疏浚挖槽、盐水入侵以及污染扩散等问题的一个很重要的研究手段。
物理模型比较直观，特别在涉及河口泥沙冲淤等复杂问题时，能成为研究河口治理的问题的重要工具[22]。
在建立河口物理模型时，为使模型能较好地复演天然情况，模型各项比尺必须满足水流运动相似、泥沙运动相似的条件。
同时，还应特别注意模型沙的选择和加糙问题。
模型沙的选择是悬沙淤积模型及动床或局部动床模型试验的关键问题之一。
选取的模型沙应保证河床的输沙条件相似，一般要求满足沉速、起动流速和糙率等方面的相似条件。
常用的轻质材料有塑料沙、木屑、电木粉、核桃粉等[23]。
模型验证试验是整个试验工作的关键。
在模型平面比尺和垂直比尺决定以后，模型糙率的大小、试验所用下边界试验潮型的确定，以及模型相应于天然含沙量的大小即含沙量比尺都要通过验证试验来确定。
整个试验成果的优劣，关键在于验证试验工作是否踏实细致，务必慎重进行[24-27]。
例如，熊绍隆、曾剑等[28]探讨了不同类型泥沙物理模型的主要相似准则、模型沙选择、时间变态的处理、冲淤验证资料的选取、局部动床的范围、动床模型试验的重复性等问题。
四、河口泥沙数学模型研究进展
河口治理方案的研究需同时考虑波浪、潮流和径流等多种动力作用，应将河口和河道作为一个整体进行模拟研究。
对于大尺度河口域和长距离的河道域水流泥沙运动的模拟，数学模型具有很大的优势。
随着高速度大容量电子计算机的迅速发展和河口动力学理论的不断完善，数学模型无论在理论上和计算技术上都发展甚快。
由于数学模型具有准、快、经济等优点，已广泛地用于解决各种河口动力问题，如河口整治工程、环境保护工程等问题。
除此之外，它亦如物理模型一样，可以用来揭示许多河口物理现象，即数学模型试验，随着计算机图形功能的发展，数值模拟克服了它的非直观性，从而使数值模拟具有更大的能力，将成为河口问题研究的一种重要手段。
数学模型是将描述某种物理现象的数学物理方程进行离散数值化的过程，它的正确与否很大程度上领带于它的离散方法，即数值计算方法。
潮汐河口数值计算中几种常用的数值计算方法有：
有限差分法、有限单元法和有限分析法。
依靠有限差分方法模拟黄河水沙运动,解决了很多黄河河口治理的决策问题。
泥质河口泥沙问题的数学模型是：
以泥质冲积河流动力学规律为基础，针对河口动力因素的特点所建立的包括三个主要方程式，两个辅助方程和一个床面稳定边界条件的理论体系[29-31]。
泥沙运动是海岸河口地区一种重要的自然现象。
人类在海岸河口地区从事资源开发的生产活动，如建设港口、开挖航道、修建防波堤、围海造陆、架设桥梁等，必须要考虑和了解泥沙运动，因为泥沙运动的结果会产生岸滩冲刷、淤积、岸线变形、港口航道淤积、防波堤等建筑物根底部淘刷等问题，而这些问题是海岸河口地区海岸工程、水利工程、港口航道工程等必须要考虑和解决的问题。
泥沙研究已经成为一门重要的学科[32]。
河口数学模型包括潮流的数学模型，以及泥沙和河床变形数学模型[33]。
粘性泥沙的输移对海洋环境的变化和河口海岸工程建设的许多方面有至关重要的影响。
河口环境的动力因素非常复杂，受径流、潮流、波浪、风及柯氏力等的影响，甚至要考虑风暴潮，河口细颗粒粘性泥沙的沉积与悬浮过程、絮凝与絮凝体的破坏过程、床面泥沙的固结等泥沙问题的研究和了解尚不全面。
近年来，在数学模型研发和应用方面有了长足的发展，用于研究河口海岸的泥沙问题。
O’Connor和Nicholson开发了流体—粘土输移模型，考虑了粘土的絮凝和固结；Katopodi和Ribberink[34]发展了准三维悬沙模型，模型对波浪、潮流的对流扩散方程利用逼近技术求解；Briand和Kamphuis[35]考虑准三维流速场与当地悬沙的垂直分布关系，发展了泥沙输移计算的一种新方法。
Cancino和Neves[36]开发了水动力和细颗粒粘性泥沙输移的三维有限差分斜压模型；Wu和Falconer[37]开发了计算河口盐度和粘性沙输移的分层三维模型。
在潮汐河口中，水流是异常复杂的，它既受浅海潮波的影响，又受上游河川径流的作用，是一种周期性的非恒定往复水流，水流是塑造河床和河道污染扩散的动力，因此水流的数值计算是其它数学模型的基础，水流数值计算准确与否将直接影响到其它数学模型[20,26-28]。
河口潮流数学模型根据其对基本方程简化程度和方式的不同，分为一维、二维（包括平面和垂向）和三维数学模型。
它们各有特点、各有利弊[2,38-53]。
以往关于河口泥沙输运的研究较普遍地采用水平二维模型[54-55]。
然而，水平二维模型不能反映水流、泥沙的垂向结构，只适用于流速沿垂向分布近似均匀的流动。
一般地讲，在单向流动的明渠中，流速分布符合对数率，除极薄的边界层外，几乎均匀，可用水平二维模型描述其中的水流泥沙运动。
而在水流往复运动的河口地区，除流速较大的涨落急附近时刻速度分布近似单向明渠流外，其它时刻一般不符合对数率[56]。
对此情形，考虑水流、泥沙的垂向结构是必要的。
为此，应采用三维模型（对于宽阔型的河口）或垂向二维模型（对于狭长型河口或顺直航道）。
就当前计算机软硬件的水平而言，完整的三维模型昂贵而耗时，仅适用于短期预报[57]，应用于大范围、长时期的实际流动问题还存在困难。
因此，当前普遍应用准三维模型，即以水平二维模型为基础，对三维问题进行简化。
如:
J.Lou（1997）和x.Jin（1993）[58]采用ZD、3D藕合的方法，在获得水平二维流场及水位后，解3D动量、连续方程获得三维流场，这样避免了求解全三维问题压力场的困难，减少了计算量；IreneKatopodi,etal（1993）[59]直接采用了对数速度分布；宋志尧等[60]将速度分解为垂向平均值和它们的差值之和，把三维问题简化为一个二维问题和若干个一维问题。
水平二维模型的研究和应用己比较成熟，建立准三维模型的关键是寻求高效合理的流速垂向分布的计算模式。
在冲积河流中，人们最终最关心的是泥沙的输移和河床的变化。
当在河口中兴建水利工程时，人们需要了解工程对河床起多大的造床作用，其工程效果如何，航道挖槽水深能否维持，而这些都与河流泥沙运移有关。
目前，河流泥沙运动机理还没有完全了解，泥沙运动理论还不够完善。
尽管如此，由于生产的需要和计算机的不断发展，泥沙数学模型越来越引起人们的兴趣和重视。
目前较为完善的泥沙数学模型有一、二维泥沙和河床变形数学模型[61-63]。
曹文洪、何少苓等[64]针对黄河河口海岸岸线变化剧烈和含沙量变幅大的特点，开发和建立了适合黄河河口海岸应用的平面二维动边界非恒定水流泥沙数学模型。
李东风、张红武等[35]用有限元方法对黄河河口海域的潮流海洋动力过程进行了数值模拟和分析。
周益人[65]通过分析认为同样边界层下单向水流泥沙起动标准可以用于波浪条件，并给出Shields曲线过渡区的波浪作用下泥沙起动标准曲线和相应的计算公式。
黄赛花、孙志林等[66]采用Delft3D数学潮汐河口洪水水位进行二维数值模拟试验。
李孟国对海岸河口泥沙运动的基本方程、数值方法、边界条件、参数选取等进行了归纳总结和评述，并指出，尽管泥沙数学模型目前已经取得了很大进展，但在理论及实用上都需要不断提高、充实和完善，今后泥沙数学模型应该向着具有高效率、高稳定、高精度及通用化、实用化、软件化、可视化、品牌化、商品化方向发展。
五、河口泥沙防淤减淤措施研究进展
河口淤积萎缩是近年来出现的一个严重的泥沙问题。
典型的河口泥沙问题是拦门沙。
水流挟带泥沙到河口，水势放缓，泥沙淤积，形成三角洲和拦门沙[67]。
目前我国泥质河口防淤减淤措施种类不少，包括机械疏浚、水力冲淤、纳潮冲淤、工程措施及生物措施等[68-74]。
但主要的有两种。
一种是建挡潮闸，用来防潮挡淤，属于防淤措施，在20世纪50-70年代采用较多。
具体而言，可分为工程措施，包括修筑导堤和正确确定闸下引河长度，以及植物措施；另一种是机械清淤，具体包括机船拖淤（拖把清淤），机船挖淤，气动清淤，爆破清淤，以及闸门调度。
该方法属于减淤措施，目前用得比较多[75-79]。
两种措施虽都有一定的防淤减淤效果，但都有其弱点[80]。
建闸挡淤一次性投资大，而且建闸后闸下仍有一定量的淤积。
机械清淤（挖泥）效果较好，但需要年年汛前重复清淤，且需要大量排泥场。
因此，人们在探索新的防淤减淤措施上下了不少工夫，采用了机械拖淤、纳潮冲淤、导堤工程、生物工程、网坝工程和橡胶坝工程等。
上述方式为目前我国较常采用的或将被采用的几种防淤减淤措施，都有一定的效果，但都需要适应各自的条件与要求。
因此，在应用时要因地制宜[81]。
王宗文、韦直林等[82]运用经过补充和完善的复合一维水沙数学模型，对黄河河口挖河减淤的效果进行了研究。
借助水沙数学模型反映调水调沙情况下“不挖河”状况的河床冲淤过程。
不言而喻，数学模型是分析挖河减淤效果的一个有力工具。
白玉川和邢焕政[83]以独流减河为例，建立了淤泥质短引河河口泥沙数学模型，对河口泥沙运动规律进行数学模拟研究，并针对河口规划泄洪能力的要求，就河口泥沙清淤方案进行了优化计算，提出了淤泥质河口设计清淤方案的原则[84]。
渤海是我国内陆最大的海湾，也是最大的陆上湿地，它对华北，尤其是京、津、唐区域的气候改善以及生态环境具有不可替代的作用。
因此，渤海湾河口的泥沙治理，应在充分理解河口泥沙运动的非恒定过程，以及河口水流、盐度、泥沙相互作用、相互影响关系的条件下，根据国家财力和防洪度汛的要求，结合河口具体的治理方案，按照科学的排淤减淤措施进行清淤[85-86]。
六、永定新河河口泥沙运动研究[87-90]
1、永定新河概况
永定新河位于天津市的北侧,是天津市北部的防洪屏障。
河道开挖于1971年，西起天津市北辰区的屈家店，东至塘沽区的北塘镇入渤海，全长660km，沿途纳入机场排水河、北京排污河、潮白新河和蓟运河等，是海河流域北系永定河、北运河、潮白河和蓟运河的共同入海尾闾河道，河口处控制北四河流域面积83万km2，对天津防洪、沿岸及支系河道的排涝等均起到十分重要的作用。
永定新河是以深槽行洪为主的复式河道，大张庄以上145km为三堤两河，北河宽300m，南河宽200m，大张庄以下合并为一河，河宽500~600m。
设计深槽底宽，大张庄以上南河30m、北河130m，大张庄以下为180~200m。
河底比降上段26km为1/13000，下段40km为1/9000。
永定新河按50年一遇洪水设计，相应泄流量屈家店闸下设计流量1400m3/s，河口处设计流量4640m3/s。
2、永定新河河口充淤变化概况
永定新河属长引河河口，河道径流小，长期为潮汐水流控制，多年河道淤积和冲刷并存，总体表现为上游河道自进口屈家店闸开始，逐年往下游产生累积性淤积，其淤积末端至河口距离逐渐缩短，冲刷逐年减少。
永定新河深槽常年处于潮汐水流控制之下，涨潮时大量海域泥沙随潮水上溯直达屈家店闸下；落潮时流速减缓，泥沙不断在河道内沉积，改变了河道断面形态。
河道淤积从屈家店闸下开始，逐年向下游推移，致使河道行洪能力大幅度下降。
永定新河冲淤过程大致可划分为3个阶段。
初期淤积较少，冲刷明显；中期淤积猛增，冲刷趋缓；后期淤积减缓，冲刷停止。
初期（1971-05~1989-03）共淤积2513万m3，年均淤积140万m3，淤积末端推移至闸下51.6km；冲刷920万m3，年均冲刷51万m3。
中期（1989-03~1994-09）共淤积1700万m3，年均淤积340万m3。
淤积量猛增的原因主要是1989年在闸下28km处修建挡潮埝，1994年淤积末端已延伸到闸下58km，潮白新河河口（54+500）由原冲刷1m变为淤高2m，蓟运河河口（59+400）河槽冲刷基本停止，并开始有回淤。
后期（1994-09~1997-10）共淤积640万m3，年均淤积213万m3，淤积末端已推移至河口，冲刷停止。
3、永定新河治理
永定新河以泄洪为主，自1971年开通行水以来，由于干流来水减少，河道长期被潮流控制，源源不断的海相来沙导致河道严重淤积，淤积末端以2.5km/a的速度往下游推移。
目前，淤积末端已推移至河口。
河口段的淤积将会严重影响全河道的行洪能力，威胁着城市防洪安全，治理永定新河河口已刻不容缓。
同时，随着位于河口地区的天津滨海新区近年的经济腾飞，从坚持可持续发展战略出发，亦迫切要求综合规划治理河口，以满足防洪、航运、渔业和工业取水等方面日益增长的需要。
如果汛前要求河道达到一定泄洪能力，每年需清淤250~320万m3，不但投资巨大，而且因接近河口地区两岸多为水库和虾池占地，排泥场也很难安排。
因此，应抓紧在永定新河河口建闸，以避免河槽继续淤积降低泄洪能力，并减少以后全面治理时的清淤投资。
河口建闸后，闸下仍需要每年清淤。
其中，闸上河道可按设计要求进行全断面清淤，以保持上游和沿岸各河洪、沥水能顺利下泄。
因此，永定新河的永久治理方案仍应选择河口建闸、河道清淤方案。
七、独流减河河口泥沙运动研究[91-94]
1、独流减河河口基本概况
独流减河为大清河系洪水的主要如海通道，它位于天津市南侧，起自西青区第六埠村南，经西青、静海、大港等三个区县至防潮闸，全长67km，其左堤是保卫天津市防洪安全的南部防线。
该河始挖与1953年，原设计流量1200m3/s。
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