黄河海勃湾水利枢纽施工期防凌设计

在分析海勃湾水利枢纽所在河段以往冰情和冰塞冰坝对导流建筑物的影响的基础上,进行导流方案选择和导流设计。分析表明,采用左岸宽140 m明渠导流,将设计流量畅流期水位抬高1.5 m作为封河期与开河期水位,并考虑冰塞冰坝对水位的影响,进行围堰顶高程复核,施工期坝址处河流封河与开河形式可以基本保持与天然情况一致,围堰堰顶高程可以满足考虑冰凌影响的要求。工程实践表明,结合导流明渠桥墩破冰和其他工程防凌措施,成功地解决了工程施工期凌汛影响问题。     

三峡库区重庆段一维水流模型糙率修正分析

为寻求河道水流一维数值模拟计算中关键参数“糙率”的确定方法,采用MIKE11一维水动力模型模拟了三峡库区重庆段(寸滩至长寿)37个断面的水位流量变化。首先用经验的方法确定模拟计算的初步糙率;然后以天然河道上、下游某断面流量作为边界进行模拟计算;再将得到的各断面的模拟水位值代入各测量断面,得到此断面的过水面积、水力半径和流量模数;最后将通过规范公式计算的糙率代入一维水流模型中进行计算,从而得到修正的糙率。结果表明：该方法能够有效提高模拟的精度,减小糙率对模拟结果的影响,对我国其他大江大河的水流数值模拟研究具有重要的参考和应用价值。     

黑龙江洛古河冰坝成因及预报方法探讨

文中根据黑龙江洛古河水文站的多年水文观测资料,分析形成冰坝的特点及成因,总结影响冰坝发生的动力、热力因素,探索了建立冰坝发生的可能性和冰坝最高水位预报模型.     

基于BP与PSO的河口双边界条件逆向推求方法

在入海河道的防洪调度计算过程中，经常会遇到在确定河口计算区间某一断面水位条件下逆向推求双边界(上游流量、下游潮位)条件的情形。针对基于MIKE 11模型的传统试算法逆向推求河口双边界条件时计算效率与搜索效率低的问题，提出采用BP神经网络和PSO算法来改进传统试算法的优化方法。该方法首先通过MIKE 11模型建立河口双边界与某一断面水位的离线数据库，然后利用BP神经网络建立河口双边界与该断面水位的高精度非线性映射关系，最后以该断面的确定水位为优化目标，采用PSO算法逆向推求进而确定双边界条件的映射关系。晋江河口的实例研究表明：该优化方法与传统试算法相比，在保障计算精度的前提下，计算时长约减少至原来的十分之一，大大提高了计算效率。研究成果可为河口地区防洪调度提供参考依据。     

BP神经网络在感潮河段水动力洪水预报中的应用

鉴于下边界条件对水动力洪水预报模型精度的影响,采用提高下边界条件的质量来提高洪水预报精度,在同时受径流和潮流影响的感潮河段,水位流量关系复杂,利用BP神经网络,通过建立试验流域上、下游站水位与下边界断面水位变化率之间的相关关系作为水动力洪水预报模型的下边界条件,在长江流域大通至南京段的水动力洪水预报模型中的应用表明,该方法预报精度较高。     

黄河内蒙古河段防凌形势及对策

分析了黄河内蒙古河段的地理地形条件、气候特征及水沙特性,指出该河段存在主河槽持续淤积,过流能力下降,汛期小流量、高水位现象时有发生,凌汛期冰塞、冰坝现象频繁发生等问题。为解决这些问题,建议:①调整刘家峡水库现有的运用方式;②尽快修建大柳树水库。     

黄河山东段测站水位——流量关系分析

本文在系统分析了黄河山东段各站水位－－流量关系的年际，年内各时期变化规律的基础地影响水位－－流量关系的主要因素。各站年不位－流量关系线经历了４交佐移、３次右移的中过程，年内水位－－流量关系的变化因各站所处的断面位置不同而异，且逆时针绳套走向者居多。影响各站位水位－－流量关系变化的主要因素是断面冲淤、洪水涨落、断耍弄矿下回水影响等。     

黄河宁夏石嘴山河段冲淤演变及冰情分析

为研究近年来黄河宁夏石嘴山河段水沙冲淤变化及凌汛问题,对比分析了其河床冲淤演变趋势及冰情变化特征。结果表明,该河段冲淤变化不甚明显,主流一直靠近左岸运行,主河槽相对稳定,宽度变化不大,深泓点始终在起点距120 m附近;河床断面大洪水时期变化呈涨冲落淤,冲淤变化主要在主槽内进行,左岸滩地的冲淤变化较小,河道摆动迁移变化较小,水位相对稳定;近年来凌汛期最高水位超过伏汛期最高水位的情况有明显增加,河道汛期来水来沙有新的变化,今后不排除特殊情况下发生冰塞、冰坝的可能性,造成该河段凌汛期防凌任务日趋严重。     

水力学推流模型的室内水槽验证

利用室内水槽，对水力学推流模型进行了试验验证。结果表明：模型中使用的“糙率”不是真正意义上的河道糙率，不能直接利用由测验河段上、下断面比降观测获得的糙率作为模型“糙率”推算洪水流量，但可以利用测流断面实测水位和流量过程，按水力学推流模型推求“综合糙率”，建立水位一综合糙率关系，再用此关系与实测水位过程推算实时洪水流量，达到洪水流量自动测报的目的。并比较了该法与利用水位一流量关系推流的精度差异。     

万家寨水库库尾封河初期冰塞水位变化分析

为研究凌汛期万家寨库尾水位短期变化情况,通过解析原始资料和建立数学统计模型两种方式,分析了以水泥厂观测点为代表的万家寨库尾水位突升的现象及原因,并初步评估了水泥厂水位增长期内库区水位因子和气温因子对水位增长的影响率。分析得出:水泥厂水位呈线性增长,上涨最高可达8.5 m;岔河口弯道地形、铁路桥墩阻冰和持续低温有助于流凌形成堆积并发展成冰塞、冰坝;不管是否考虑温度因子,岔河口水位因子的影响率均为最大,即岔河口形成冰塞、冰坝是上游水位突升的主要影响因子,这一结论可为万家寨水库防凌调度提供一定的依据。     

初始冰塞厚度与水流条件及冰流量关系的试验研究

初始冰塞厚度是冰塞研究的基础，对冰塞的后期增厚及平衡冰塞的形成与发展均有重要的影响。本文通过水槽试验，对初始冰塞厚度的形成及变化机理进行了试验研究，揭示了初始冰塞厚度与水流条件和冰流量等因素间的相互关系。试验表明:在室内水槽中定性研究冰塞的形成与发展机理等变化规律时，使用石蜡模型冰材料是可行的     

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。     

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。     

水内冰冰塞堆积演变的研究

本文根据黄河河曲段六年的冰情资料，分析研究了该河段冰塞演变及冰期水位变化的规律，建立了冰塞运动有关参数的关系式，在此基础上，对实验室模拟冰塞的运动进行了分析研究。研究表明：实验室模拟冰塞的演变规律与天然冰塞的演变规律相似。     

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。     

Simulations of ice jam thickness distribution in the transverse direction

River ice often forms in the cold regions of northern hemisphere which can lead to ice jams(or ice dams). Water level can be significantly raised due to ice jams. As a consequence, disastrous ice flooding may be resulted, such as the ice jam flooding in the Nechako River in Prince George in winter 2007-2008. In the present study, the equations describing the ice jam thickness in the transverse direction are derived. The impact of the secondary vortex is considered while the cohesive force within ice cubes is neglected in the model. The relationship between the parameter β and the total water depth is established based on the assumption that all other variables except the velocities are kept constant on the same cross section. By using the parameter β and the developed equations, the ice jam thickness in the transverse direction can be predicted. The developed model is used to simulate the ice jam thickness in the transverse direction at the Hequ Reach of the Yellow River in China. The simulated ice jam thicknesses agree well with the field measurements on different cross sections.     

黄河防凌与调度

黄河流域冬季由于受来自西伯利亚季风的影响，气候干燥寒冷，降雨稀少，流量较小，许多河段都要结冰封河，在气温、流量及河道特征等因素的综合作用下会造成冰凌洪水灾害。通过对上、中、下游凌情的分析，提出利用水库控制泄流减轻或避免凌汛灾害。     

黄河巴彦高勒河段冰塞机理研究

巴彦高勒河段位于黄河内蒙古河段上段，封河时容易形成冰塞，特别是自1986年以来，巴彦高勒河段几乎连年冬季形成严重冰塞，灾害损失惨重.本文详细分析了1986年前后巴彦高勒河段水力条件、热力条件和河道边界条件三方面的变化，从而研究冰塞的形成原因及条件，利用冰水力学理论研究巴彦高勒冰塞的形成机理。     

弯槽段冰塞形成临界条件的试验研究

冬季北方河流经常出现冰塞现象,而弯道处易于卡封是普遍认识,但对其形成机理的认识尚有待探索。借助于实验室的试验水槽,通过改变水流条件和冰流量条件,研究了S型弯槽和直槽冰塞形成条件,并进行对比分析,试验表明:弯槽段冰塞形成的临界Fr值大于直槽临界Fr值,即在相同水深的条件下,更大的流速时弯槽段也能形成冰塞;弯槽段能形成冰塞的Fr值范围大于直槽,故弯槽段更易形成冰塞;平衡冰塞厚度大致随着初始流速的增大而减小,随着初始水深的增大而增大,随着冰流量的增加而增加。     

长距离调水明渠冬季输水冰情分析与安全调度

结合南水北调中线总干渠2011年-2016年间5个冬季冰情原型观测数据,分析了冰情时空分布特征、冰盖厚度、冰情现象、冰情演变条件和特点等。2015年-2016年冬季输水流量大,渠道水流流速0.25~0.67m/s,加之遭遇罕见寒潮(-18.6℃)的叠加,局部渠段出现冰塞现象。结合总干渠闸前常水位运行调度方式和渠池水流特点,提出了避免形成冰塞灾害的水流控制条件。即渠池上游控制断面平均流速V≤0.40m/s,Fr≤0.065;下游控制断面平均流速V≤0.35m/s,Fr≤0.055。建议持续加强全线冰情观测,积累冰期输水观测数据,为优化冬季输水运行调度和冰情预报提供科学依据。