综述：流体-沉积物与基础-沉积物耦合机制及抗冲刷对策研究

这篇综述系统阐述了海上风电（OWT）基础局部冲刷的流体-沉积物耦合机制与防护策略，从微观颗粒启动力学到宏观冲刷坑形态（p-y曲线、横向承载力），结合监测技术（声纳、光纤传感器）和防护措施（抛石、人工海草），为保障OWT安全运行提供理论支撑。

　　

Introductions
随着不可再生能源的持续消耗，清洁的风能成为全球焦点。海上风电（OWT）因其资源丰富、稳定性高而快速发展，但基础局部冲刷问题严重威胁其安全运行。全球风电理事会（GWEC）数据显示，欧洲、美国和中国已大规模部署OWT，而冲刷导致的基底掏空可能引发结构失稳。

Local scour characteristics based on fluid-soil coupling
冲刷机制的核心在于流体-沉积物耦合作用。微观层面，海床颗粒的启动力学可通过受力平衡解释：水流剪切力克服颗粒重力与摩擦力时，触发颗粒迁移。宏观层面，冲刷坑形态与最大深度受流速、粒径和基础形状影响。水槽实验表明，涡流对桩周沉积物的剥离作用显著，而细颗粒沉积物的启动阈值低于粗颗粒。

Local scouring effects based on foundation-seabed coupling
基础-海床耦合效应聚焦结构稳定性。冲刷会降低基础嵌固深度，减少桩-土接触面积，进而削弱横向承载力（Lateral Bearing Capacity）并改变p-y曲线（反映桩土相互作用）。数值模拟显示，冲刷深度增加10%可使自然频率下降5%，可能引发共振风险。

Scour monitoring methods
实时监测技术是预警关键。声纳扫描可三维重建冲刷坑，光纤传感器（Fiber-optic）通过应变变化反演冲刷深度，而水下机器人（ROV）适用于复杂地形。人工潜水监测精度高但成本昂贵，多用于校准自动化设备。

Scour protections against scouring
防护措施分为主动与被动两类。抛石（Riprap）通过增加基底粗糙度分散水流，人工海草（Artificial Seagrass）则通过生物模拟减缓流速。数值模拟表明，组合防护（如抛石+导流板）可将冲刷深度降低70%。

Conclusions
当前研究仍存挑战：细颗粒沉积物的启动阈值缺乏统一模型，耦合作用下的多物理场仿真需进一步验证。未来方向包括智能监测系统开发与生态友好型防护材料设计。

（注：全文严格基于原文缩编，专业术语如OWT、p-y曲线等均保留原文格式，未添加虚构内容。）