黄河什四份子弯道冰期水流及冰塞特征研究

覆冰条件下,弯道水流固有的三维特性更为复杂,对河流弯道冰下水流特征及冰塞的研究有助于推进防凌减灾工作。依据2020年1月稳封期的原型观测数据,对黄河什四份子弯道冰下水流及冰塞特征进行了详细分析。结果表明,弯顶节点工程引起的回流是阻冰的重要条件,上游下潜的冰花因水动力不足及河势等因素影响发生堆积,冰塞在弯内形成并沿凹岸主槽逐渐向上游发展,同时,弯顶卡冰封河与下游较大的水流流速,促进了清沟的形成;入弯至弯顶区间,冰下水流流速垂线分布基本服从双对数分布规律;受凹岸冰塞及回流影响,纵向上,水流流速呈减小趋势,在弯顶附近开始恢复;径向上,河道主流被冰塞压迫并逐渐趋于凸岸,致使弯道主流易位,凸岸水流流速大于凹岸,清沟向凸岸偏移;弯道水流湍动能与雷诺应力主要在近底处存在较大的变幅,表明近底水流运动活跃,且二者大小与流速大小在径向与纵向分布上具有较好的一致性,受冰盖影响,水流湍动能沿水深近似呈"S"形分布,雷诺应力分布无明显规律。     

基于分形理论的黄河内蒙古段河势演变特征及其与凌汛灾害关联研究

寒区河道凌汛灾害河势“弯道效应”的量化评估十分重要。基于分形理论提出河道横断面-纵剖面-平面多维度河势分形维数计算方法及其物理机制，并探讨黄河内蒙古段不同维度河势演变分形特征及其与凌汛灾害的关联关系。结果表明，黄河内蒙古段不同维度河势均具有多尺度自相似分形特征，且具有多年记忆周期的长程相关性；冰坝（严重性冰塞）发生频次与河道主槽弯曲分形维数呈正相关指数型函数关系，与河相系数、深泓点高程和河段平均底坡分形维数负相关，与水深-面积分形维数正相关，总体表明冰坝灾害更易发生于主槽偏移摆动大、蜿蜒曲折、河湾发育程度高的宽浅型弯曲河道，研究成果可为凌汛期冰塞冰坝灾害易发河段诊断及预测提供重要理论依据。     

浅谈冰塞作业管理模式

冰塞技术作为一项有效的在线隔离措施,已成为核电厂维修工作中非常重要的隔离手段,并形成了标准化的管理模式。本文通过详细的现场工作流程阐述了冰塞作业管理模式,并对管理模式进行了评价,最后对冰塞作业进行总结和展望。     

冰盖下冰塞堆积的数值模拟

基于贴体坐标转换和有限体积法，用k-ε两方程模型模拟水体的运动，在同位网格上使用动量插值法避免了压力的波动。建立了冰塞面的变形方程，并用C语言编写的程序对冰塞堆积进行了数值模拟计算，对比实验室中冰塞堆积试验的结果，两者的吻合较好。     

冰塞厚度分布计算模型的探讨

(一)研究概述 冰塞是重要的江河冰清现象之一,早已引起寒带国家的重视。以往不少学者对冰塞的形成,提出过一些理论和原型观测结果;近年米,人们已用计算机来模拟江河冰情。1981年Petryk、Michel和Drouin,1984年Calkins等先后提出了一维分段恒定流模型;1984年沈洪道和Yapa提出过一维非恒定流模型;1986年沈洪道和何庆丰又提出了一个冰塞形成的二维模型。至今,人们对破碎冰盖形成的冰塞研究较多,而对水内冰在冰盖下积聚而成的冰塞研究仍较少,本文在     

ICE JAMS IN A SMALL RIVER AND THE HEC-RAS MODELING

This paper describes a model of a 3.06km long river reach between two small reservoirs under both open flow and ice covering conditions for different operational settings of the stoplogs in the downstream reservoir. The HEC--RAS model developed by the Hydrological Engineering Center of US Army Corps of Engineers was used to compare different approaches in terms of flow velocity, water level and the Froude number. The impacts of heavily vegetated main channel and floodplain on ice accumulations were investigated. And it is shown that this vegetation plays a significant role in the formation of river ice jam during winter period and thus the vegetated channel has strong influence on ice flooding. In addition, the paper explores the impact both of the operation of the stoplogs during the winter period and the presence of the downstream dam on the accumulation of ice jam along this river reach.     

弯槽冰塞水位试验研究

冰塞的出现造成河道上游水位壅高,常诱发凌洪灾害。天然河道并非理想直线而是蜿蜒曲折的,冰塞的堆积演变过程更为复杂,研究弯道冰塞水位变化规律对于北方河流的防凌工作具有重要意义。通过S形弯槽试验,分析弯槽冰塞水位变化特点及规律,并与直槽和天然河道进行对比。试验结果表明:冰塞水位壅高滞后于冰塞的增厚过程,且平衡冰塞水位增值随冰塞厚度的增加而增加,平衡冰塞水位相对增值随弗劳德数的增大而递减,弯槽平衡冰塞水位相对增值与直槽相比增幅较小。     

最高冰塞,冰坝水位计算与预报的动力—随机模型

应用动力模型可以计算出某一流量过程的最高冰塞、冰坝水位。然而在设计工作中希望知道在某一概率流量情况下的最高冰塞、冰坝水位。为此，本文建立了相应的动力－随机模型。据本文作者所知道的情况，该模型在文献中尚未见到过。本文用水动力学及随机函数的相关理论两种方法论证了动力－随机模型解的收敛性。在该模型中本文建议用数学期望作为边界断面的时均值，用均方差作为边界断面上的随机值。在最大流量概率密度服从对数正态分布     

河冰生消演变及其运动规律的研究进展

河冰是在特定的气象条件、地形河势和水力作用下产生的自然现象。研究河冰生消演变及其运动规律 ,从而根据气象、水文、冰情历史资料、现时信息和河道特征 ,应用热力学和水力学原理 ,对各种冰情要素进行预报 ,防治冰凌危害 ,是寒冷地区国家发展中必须考虑的一个重要问题。本文对河道中冰的形成、演变发展、输移、积聚堆积、消融和破碎冲蚀等各种冰情现象及其研究现状进行了分析总结 ,着重介绍国外最近的研究成果。     

冰塞渗流阻力特性的实验研究

冰塞引起的上下游水位变化与内部水流阻力有关,其堆积演变形成的固液多孔介质中存在渗流问题,且渗流阻力对上下游水头压力具有一定影响。本研究基于实验室冰水力学模型实验,通过设定不同的水力条件,获取不同冰塞剖面形状及沿冰塞剖面累积方向冰盖下流速分布,采用非达西渗流理论对冰塞内渗流阻力进行率定,获得了渗流阻力能量损失的变化特征。结果表明,渗流阻力能量损失占总能量损失的比例为11%～21%,冰厚较大位置可达到42%,沿冰塞累积方向,渗流能量损失占比与冰厚和水深之比呈典型的正相关。渗流流量为河道内重要的槽蓄水量,孔隙率在0.39～0.51之间,冰厚与水深之比在0.6～1.4之间时,渗流流量占总流量的9%～26%。渗流流量的变化受孔隙率、冰塞结构及水力特征等共同影响,冰颗粒均匀且随机堆积情况下,冰塞厚度越厚,冰体排列越紧密,孔隙率和渗流系数越小,流体通过多孔介质的比表面积越大,渗流能量损失也越多。本研究进一步明晰了冰塞阻力机理及渗流阻力在冰塞中的重要性,为受凌汛灾害困扰流域解决实际问题提供理论科学依据。