气温变化对黄河封河期冰厚的影响分析

为分析黄河封河期气温变化对河冰厚度的影响,基于冰与水的导电特性差异性原理,建立了冰情自动监测系统,于2014年对黄河三湖河口水文站、包头水文站、头道拐水文站和万家寨水库库尾河段4个监测点封河期气温与冰厚进行了连续自动监测。监测结果表明,三湖河口水文站与头道拐水文站监测得到的数据客观上反映了负积温同冰厚的关系,引入斯蒂夫模型,建立了黄河封河期负积温变化与冰厚变化的经验关系式。     

黄河内蒙古河道冲淤及同流量水位的变化特点

根据1953-2010年的实测水沙和冲淤资料,分析了黄河内蒙古河段的河道冲淤及同流量水位和比降的变化特点,探讨了累计淤积量与同流量水位和比降的关系。发现累计淤积量与累计来沙量之间具有较好的线性关系,但1953-1960年、1961-1986年、1987-2004年及2005-2010年各时段的斜率不同。单位水量淤积量与来沙系数之间关系密切,但由于没有考虑河床边界条件等的影响,只能用来粗略判别河道的冲淤情况。巴彦高勒站与三湖河口站的同流量水位之间具有较好的同步关系,且巴三段累计淤积量与三湖河口同流量水位的变化趋势基本一致,但与巴三段比降之间的关系却不明显,注意到孔兑来沙在局部河段的淤积对巴三段起到了局部侵蚀基准面作用,对巴三段具有一定的溯源淤积影响。由于头道拐断面为稳定的永久侵蚀基准面,其同流量水位变化很小,导致三湖河口的同流量水位及三头段累计淤积量与头道拐站的同流量水位无关,但三头段累计淤积量与三头段河道比降之间具有较好的相关关系,且三头段比降与9年滑动平均来水量之间关系密切,体现了来水条件的累计影响作用。     

黄河头道拐段冰输移及堆积过程数值模拟

头道拐河段因其特殊的河道形态及地理位置而成为黄河内蒙古段最易形成冰坝的河段,研究该河段河冰输移及堆积过程是理解内蒙古段河冰过程及卡冰结坝作用机理的关键。本文基于耦合的二维有限元水动力学模型和DPM(Discrete Parcel Method)河冰动力学模型,模拟了黄河头道拐河段2020—2021年冬季封河过程并进行了验证,讨论了不同水力条件、上游流凌密集度及河道形态对封河过程的影响。结果表明：相比于官牛犋弯道,河道弯曲率大、束窄程度高的什四份子弯道更易形成卡冰,且流量越小,卡冰作用越明显,冰盖向上游发展速度越快。河道流凌密集度小于0.4时,各种流量下研究河段未发生卡冰;流凌密集度增大至0.4,表面流冰首先在弯曲率系数较大的什四份子弯道处形成卡冰,随着流凌密集度和流量的进一步增大,下潜并输移到下游的流凌也会在官牛犋弯道形成卡冰,因此,头道拐河段形成卡冰的流凌密集度临界条件为0.4。应用冰水耦合二维动力学模型可以很好地模拟天然河道河冰输移、堆积过程中河道的水力特性、冰厚增长及封河形态,揭示了影响河冰过程的相关因素及作用机理,为黄河内蒙古段防凌减灾工作提供技术支撑。     

黄河内蒙古河段同流量水位变化及影响因素分析

根据1952-2014年黄河三湖河口断面的实测流量成果和月年输沙率资料,分析内蒙古河段汛后同流量水位变化情况,根据巴彦高勒、三湖河口、头道拐和十大孔兑输沙率资料,利用输沙率法计算分析巴彦高勒至头道拐河段的冲淤量和冲淤平衡的来水来沙阈值,并对影响因素进行了分析。结果表明:1950-1960年的天然时期,同流量水位呈现上升趋势;1961-1986年三盛公、盐锅峡、青铜峡、刘家峡、龙羊峡等水库先后运用,断面同流量水位有升有降,但总的趋势是下降;1987-2005年龙羊峡水库和刘家峡水库联合运行时期,同流量水位又恢复上升趋势;2006-2014年全河水量统一调度期间,同流量水位呈现下降趋势。黄河内蒙古河段同流量水位变化主要受上游来水来沙的不同组合、水库运用和工农业引水等的影响。     

万家寨水利枢纽防凌调度初探

一、水库凌期运行设计 万家寨水库设计封河前流凌期水库水位不超过975m运行。上游河段稳封后,再无大量冰花进库,库水位可抬高到977m运行。开河期,采取迅速升降水位的办法,促使水库盖面冰破坏     

万家寨水库凌汛期运用方式研究综述

黄河万家寨水库凌汛期运用方式研究，其目的是为了减轻万家寨水库运用对内蒙古头道拐以下河段、坝下河曲河段和天桥水电站防凌的影响，并在保证防凌安全的前提下统筹防凌与发电的关系。该项目就水库蓄水对上下游河段防凌的影响及库区冰塞和冰坝壅水等进行了系统研究，提出了凌期不同阶段的水库防凌调度模型和调度方案。经实际验证，方法可行，精度较高，受到专家们的高度评价。     

三峡水库建库前后荆江低水水位流量关系分析

三峡水库蓄水运用以后,由于库区泥沙淤积,清水下泄,下游河道必然受到影响。通过对三峡水库建库前后荆江河段主要水文测站多年的实测资料对比,分析了水库建库前后荆江河段主要控制站宜昌、枝城、沙市、监利的断面面积及低水水位流量关系变化。分析结果表明,受水库蓄水后清水下泄影响,荆江河段尤其是枝城、沙市站断面下切较大,低水水位流量关系线下移,同流量级下水位降低;宜昌站由于前期受葛洲坝工程影响,断面已基本稳定,受三峡工程运行影响不大。     

黄河万家寨水库上游段水动力特性研究

为深入研究万家寨水库上游河段冰期的冰情特征与演变规律,并为该河段的防凌减灾工作提供科学依据,依据实测的水位、流量、河道地形资料,通过HEC-RAS软件建立黄河干流万家寨水库上游坝址至头道拐段的水动力模型,模拟研究河段2013年4月—2014年3月的水动力变化过程,探究各典型时期水动力参数的时空分布特性。结果表明:(1)基于实测水位数据对模拟结果进行对比验证,模拟水位与实测水位的相对误差13%,吻合度较高,可以较好地模拟研究河段的水力要素随时间、空间的演变过程。(2)研究区域枯水期、汛期、流凌期、开河期模拟水位空间分布存在差异性。结合流量特征分析,各典型时期上下游河段的水位差与流量呈正相关关系。(3)通过分析各典型断面处的水深和流速变化过程,曹家湾河段在冰期易卡冰结坝、诱发冰凌灾害的主要原因为:该河段过水断面相对较小且水流经过此处流速明显降低。     

宁蒙河段2015—2016年度凌情特点及凌灾成因分析

基于黄河宁蒙河段水文气象和冰凌观测资料,分析了2015—2016年度宁蒙河段凌情特点,从气温、上游来水、封河流量、水库调度、河道边界条件及涉河建筑物等多个因素探讨了凌灾险情形成机理成因,提出加强万家寨库尾冰塞冰坝形成机理与水库运用调度以及分凌区适时启用研究等减轻凌汛风险的建议,研究成果可为宁蒙河段凌情预报和防凌减灾决策...     

万家寨水库冰情浅议

由于万家寨水库蓄水，库区河道庙不封河转为稳定封冻河段，回水末端到拐上河段受冰花、冰块阻水影响水位壅高，交通水泥厂断面最高壅水6．5m，超过水库设计回水淹没线。作者在现场观察基础上，结合万家寨水库实测冰情资料，对万家寨水库封、开河情况进行了介绍，就流量、流冰密度、库水位及地形等因素对封、开河过程及壅水程度的影响进行了分析。