河道冰塞的模拟

研究了河道冰塞的模拟，根据冰塞形成发展的机理，提出了描述冰塞形成的发展方程，包括：（1）非恒定流基本方程；（2）水流的热扩散方程；（3）冰花的扩散方程；（4）水面浮冰的输运方程；（50冰盖和冰块厚度的发展议程（6）冰塞下冰花含量和冰塞厚度的计算；（7）冰盖的形成发展方程等。为了检验数学模型，利用实测资料，模拟了在1963－1964年冬季松花江流域白山河段冰塞的形成发展过程     

明渠冰情预报的数学模型

本文根据寒冷地区输水渠道的冰情建立了冰情预报数学模型，这个模型由一维非恒定流水力学模型和一维热力学模型组成，可以预测渠道的水流特性，水温沿程分布，冰花流量，冰盖形成，冰盖下冰花的传输和堆积，冰盖的热力学增厚和融化，为保证渠道正常运行提供依据。     

河流冰塞的形成与壅水计算

我国北方河流,冬季普遍存在着冰情现象,依据成因不同,将河流冰盖分为热力冰盖和动力冰盖2种.河流冰情分为3种类型,第一种形成热力冰盖,第二种形成动力冰盖,即冰塞,第三种流冰花但不封河.冰塞可分为头部段、稳定段和尾部段3部分,其中冰塞稳定段的水流状态近似于管流,基于管流理论,依据黄河万家寨水库实测冰塞资料时形成冰塞稳定段的各种水力要素进行相关分析,推导出水库冰塞的计算方法.从验证计算和合理性检验两方面看,该方法的计算结果比较合理,可用于计算水库冰塞.     

南水北调中线工程输水冰情的初步分析

本文结合南水北调中线工程初步设计方案及在冬季输水运行的防凌要求，根据南水北调工程中线沿线各地区的多年气候、邻近河道冰情实测资料的统计，分析并得出了沿线各渠段地区的气候、邻近河流冰情的变化与特征。应用一维热平衡方程对三个不同气温典型年即冷年、平均年、暖年，以出库水温和邻近渠道表面温度为初始条件和边界条件，模拟干渠郑州至北京段沿程的水流温度变化，预测冰花起始时间、冰流量、冰盖形成及冰盖厚度。估算出沿程各河段主要断面过冰能力、预测各渠段的冰塞发生位置，冰盖形成及稳定性和冰下过流能力，阐明了在寒冷地区冬季输水防凌的必要条件和可行性。研究并提出了冬季输水的防凌害初步运行方案及防凌措施。     

适用于明渠流及冰盖流的统一泥沙颗粒起动流速公式

为得到冰盖流条件下的非黏性泥沙起动公式,揭示冰期河道断面强烈冲淤变化的机理,基于Einstein假定,推导得到了同时适用于明渠流及冰盖流的统一的非黏性泥沙颗粒起动流速公式,所得公式与已有冰下泥沙起动流速试验数据符合良好。当冰盖糙率为0时,冰盖流泥沙颗粒起动流速公式即化为明渠流泥沙颗粒起动流速公式。应用所得公式,比较了明渠流、冰盖流、冰塞条件下的起动流速及可起动最大泥沙粒径关系,冰塞条件下起动流速最小,可起动最大泥沙粒径最大。2014年冰期黄河头道拐断面发生强烈冲淤变化,是冰花集聚形成冰塞引起可起动最大泥沙粒径增大所致。所得公式及所揭示机理,将为进一步深入研究河道冰期泥沙输移规律提供重要思路和参考。     

河冰水力学研究进展

北方地区的河流冬季会形成冰盖，继而可能导致冰冻期或开河期的冰塞，冰塞是最严重的河冰问题之一，冰盖和冰塞的堆积导致水流阻力增加，使上游水位上涨并可产生凌洪，也会形成冰期的河床演变．由于问题的重要性，国内外相关领域的专家都很关注，对目前国内外河冰水力学研究的现状进行了综述和分析，内容主要涉及原型观测、试验研究和数学模型及计算机模拟等方面，提出了今后研究的方向。     

部分冰盖下水流水力特性数值模拟

运用Fluent软件建立雷诺应力模型,模拟不同冰盖覆盖度下恒定均匀流流场,从纵向时均流速、二次流、雷诺应力、紊动能等方面揭示部分冰盖下水流的水力特性。结果表明：岸冰的形成会导致冰盖下水流在断面上重新分配,明流区流速增大,冰盖下流速减小;横向动量交换产生复杂的二次流结构,涡体形状、数量、大小和位置随着冰盖覆盖度的增加而变化;雷诺应力断面分布较复杂,冰盖附近区域雷诺应力为负值,负值区范围与冰盖覆盖度密切相关,并凸向明流区;冰盖、边壁和床面的粗糙度不同导致紊动能在断面上的分布呈现出明显的差异,冰盖区紊动能大于明流区的值,反映出岸冰对冰盖下水流结构影响的复杂性。     

黄河什四份子弯道河冰生消及冰塞形成过程分析

什四份子弯道因其特殊的河道形态及地理位置而成为黄河内蒙古段易发生冰塞断面。通过对2014—2015年冬季该段野外冰情监测及水文、气象资料分析,结合Landsat8遥感影像数据解译,研究了什四份子弯道河冰生消及冰塞形成过程。结果表明,野外观测结合遥感影像解译能够准确地反映河冰的时空特性。该河段弯道凹岸处冲积岸冰及凸岸静态岸冰的生长,极大地束窄了河面宽度,降低了水流的输冰能力,而使其成为初始卡冰位置;冰盖至此向上游发展,弯道下游因来冰量减少和上下游水力坡度增大而形成清沟;受弯道径向水流方向改变及弯道螺旋流的影响,导致冰花在冰盖下主槽与滩地的交界处堆积;稳封期受气温升降变化使得冰盖表面冻融交替,冲积冰反射率增大,后期解译的遥感影像中平滑岸冰面积较初始封河期增加。     

一维明渠非恒定流的数值计算

1980年提出插值元法后,先后用此法计算了一维行波,一维热传导,二维圆住绕流,三维圆球绕流等问题,在单元布置较稀条件下,计算结果的前二位数与解析解相同.1984年开始计算非线性偏微分方程问题,如葛洲坝三江引航道一维非恒定流,三狭库区滑波涌浪,以及三峡初设二级船闸中间渠道非恒定流等问题,计算     

南水北调水内冰对冰期输水的影响及分析

水内冰是北方地区河渠冰期输水出现的主要冰情之一,是形成流冰花、动态冰盖、冰塞的物质基础。根据1994~1997年3个冬季的冰期输水原型观测,归纳总结了水内冰的产生、发展、消失的变化规律及水内冰对冰期输水的影响。     

冰盖条件下桥墩局部冲刷研究进展

冬季,寒冷地区的河流会出现冰盖或冰塞现象。冰盖的存在使水流湿周增加,流速剖面与明流条件下完全不同,最大流速出现在河床表面和冰盖底部之间,具体位置取决于河床和冰盖的相对粗糙程度。因此,冰盖条件下桥墩局部冲刷过程不同于明流条件下的局部冲刷过程。明流条件下的桥墩局部冲刷是国内外学者研究的热点问题之一,但关于冰盖条件下桥墩局部冲刷的研究工作却非常有限。在简要回顾明流条件下桥墩局部冲刷研究成果的基础上,对冰盖条件下桥墩局部冲刷的研究成果进行了综述和讨论,并提出了今后的研究方向。     

中山市岐江河治理中的水力优化数值计算

综述了中山市岐江河综合治理工程可行性研究中的水力优化数值计算问题，并针对岐江河这一两端感潮河流的水力特性，采用一维明渠非恒定流的数值模型，按照工程上可行、经济上合理的原则，结合可行性研究中的各种规划方案进行了分析和数值计算。通过对各方案的计算结果进行了对比分析，得出岐江河综合治理工程必须选择多目标动态实时优化方案的结论。     

美国克拉克森大学沈洪道教授再次应邀来黄委会进行冰情学术交流

美国克拉克森大学土木与环境工程系教授沈洪道继1985年之后,再次应邀于1987年11月22日至24日来黄委会进行了为期三天的学术访问与讲学活动。沈教授在郑期间,就江河冰情研究现状与展望、流冰冰盖形成的数学模拟、水污染扩散数学模拟等问题作了讲演,并就其中某些内容同与会学者进行了有益的探讨。     

西辽河右岸(吉)防洪保护区洪水风险图建模研究

文中洪水分析采用MIKE ZERO系列洪水模拟软件。其中:采用一维非恒定流模型模拟河道洪水演进过程;采用美国国家气象局DAMBRK方法计算溃堤洪水;采用二维非恒定流模型模拟淹没区的洪水演进过程。将河道一维非恒定流模型、溃堤模型和淹没区二维非恒定流模型相互耦合、联立求解,以模拟堤防溃决对防洪保护区的影响。经验证,模拟结果与调查资料基本符合。     

黄河宁蒙河段冰塞增多冰坝减少的成因分析

对黄河宁蒙河段冰盖、冰塞、冰坝形成和发展的主要因素进行了分析,研究了龙羊峡、刘家峡两水库联合运用对这些因素的改变作用。结果表明:影响冰塞和冰坝形成、发展的因素主要有热力因素、水力因素和河道边界条件;导致宁蒙河段冰塞增多、冰坝减少的根本原因是龙羊峡、刘家峡两水库联合运用造成的宁蒙河道淤积。     

江河冰塞糙率的分析研究

本文对江河冰塞糙率的主要研究成果进行了分析,指出了目前江河冰塞糙率研究成果的共同缺点是没有把冰塞糙率与水流强度及水流的含冰率联系起来,而认为冰塞糙率是冰厚或时间的函数。根据黄河河曲段6年的冰塞实测资料,建立了冰塞糙率与河床糙率的比值和水流佛汝德数的关系。据此,对实验室模拟冰塞糙率进行了分析研究,建立了模拟冰塞糙率与河床糙率的比值和水流佛汝德数及水流含冰率等关系式。文中还对一些问题进行了讨论,认为冰塞下水内冰花的堆积运动应与泥沙在河床上的运动相似。     

国内水电消息

GN389.“江河冰塞的形成及其演变规律”研究成果鉴定及冰工程学术交流会在合肥市召开合肥工业大学与中国水利学会水力学专业委员会于1991年4月16日至18日在合肥市联合召开了“江河冰塞的形成及其演变规律”研究成果鉴定和冰工程学术交流会。与会代表39人,来自北方各流域机构、部份     

河流冰塞 冰坝特征计算

1 冰塞现象特征计算冰花和破碎冰块在河床的聚集会形成冰塞。冰塞会使河床过水断面减小,使其上游水位抬高,冰塞下游水位降低。冰塞的形成过程可分三个阶段: (1)冰花和冰潜到冰缘下; (2)冰花和冰在冰盖下移动和堆积;     

黄河冰凌研究取得新进展

由合肥工业大学土木工程系和水利科学研究所与山西省防汛抗旱指挥部、山西省电力局、山西河曲水利局、山西省天桥水电厂等单位合作进行的黄河河曲段冰塞研究,在科研人员的共同努力及当地政府的关怀和支持下,在冰塞成因,冰期水位变化及计算、水库冰期回水计算等方面取得了可喜进展,受到国际同行的关注和重视。最近,以该河为观测试验场的江河冰塞的形成及其演变规律的研究,又被批准为国家自然科学基金资助课题,标志着我国江河冰情研究进入了一个     

冰盖河渠水深平均流速的横向分布

以Reynolds平均的Navier-Stokes紊流方程为基础,提出了冰盖河渠恒定流的水深平均流速的横向分布准二维模型,该模型包括了河渠流动的一些关键三维紊流因素,不仅适用均匀流和非均匀流,而且适用于明流和断面部分冰封的流动。建立了综合阻力系数fd与河床糙率系数nb和冰盖糙率系数ni的函数关系,其中nb和ni可以是常数,也可以是横坐标y的函数。典型冰盖梯形明渠的算例表明,本文模型具有足够的计算精度,同时计算明流无因次涡流黏度λ的方法也适用于冰盖下流动。