本文關鍵詞：黃河（內蒙古段）河冰生消演變特性及數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《內蒙古農業(yè)大學》 2015年

黃河（內蒙古段）河冰生消演變特性及數(shù)值模擬研究

李超  

【摘要】：河冰是影響寒區(qū)水資源開發(fā)利用的重點因素,黃河(內蒙古段)因其特殊的氣候特征、地理位置和河道走向而成為冰情嚴重、凌災頻發(fā)的地區(qū)之一。根據(jù)多年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計及野外觀測發(fā)現(xiàn),彎道處冰塞、冰壩的形成及發(fā)展是誘發(fā)黃河(內蒙古段)凌災的主要原因。本文以黃河(內蒙古段)為研究區(qū)域,通過對2012-13年和2013-14年冬季河冰過程的野外觀測,分析研究河段內河冰的生消演變特性。并采用DynaRICE河冰動力學模型對彎道進行數(shù)值模擬,結合河冰生成的熱力過程、岸冰生長及冰蓋發(fā)展理論,探討彎道河冰的生長、輸移、堆積及冰蓋發(fā)展過程。應用耦合的熱力-動力河冰模型模擬三湖河口彎道的河冰過程。1)受氣候變暖影響,黃河(內蒙古段)整個冰期縮短,冰厚變薄。封河期下游河段較易發(fā)生冰壩,而開河期由于上、下游河段氣溫高先開河,中游段因氣溫低,加之槽蓄水量下泄而使其成為易卡冰結壩的危險河段。2)首凌位置均發(fā)生在緯度高、氣溫低的中游段,當日均氣溫降到-5℃以下時即可能發(fā)生流凌,流凌密度與氣溫呈負相關,同時與上、下游的卡冰情況及河道形態(tài)有關,流凌歷時取決于氣溫強度變化。封河速度與氣溫相關,氣溫冷暖交替,封河速度慢,一般中、下游封河速度快,上游封河速度慢,封河初期封河速度快,后期封河速度慢；封河順序基本上都是從下游到上游,但也出現(xiàn)分段封河的現(xiàn)象。開河期順序與封河順序正好相反。3)表面冰的輸移過程受到水流拖曳力和重力沿流動方向的分力的影響,彎道橫向環(huán)流在表面冰輸移中的作用可忽略不計。表面冰隨主流輸移,易在彎道出口河面束窄處卡冰堆積,初始卡冰位置受彎道上游流凌密度、彎道處河冰形態(tài)、水力條件及河道形態(tài)等因素影響。4)蒸發(fā)-凝結通量φ2和傳遞熱量輸送φc。在河冰形成的熱力作用中占主要因素,而氣溫和風速是影響φe和φc的主要因素,流速小于0.4m/s的區(qū)域有可能形成岸冰。不同的水力和熱力條件岸冰的形態(tài)和冰蓋的增長模式不同。冰蓋形成初期,其熱力增厚較快,后期因熱量損失減小,冰厚增速減慢。開河期冰蓋受熱力和水力共同作用而消退速率較快。5)應用河冰熱力-動力耦合模型對三湖河口彎道河冰過程進行模擬,結果表明：岸冰的形成降低了表面冰輸移能力,隨著上游流凌密度增大,在彎道曲率較大的位置最先形成卡冰,冰蓋由此向上游發(fā)展,卡冰位置下游因來冰量減少而形成清溝。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：內蒙古農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV875;TV133
【目錄】：

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相關機構

>重慶交通大學

>內蒙古農業(yè)大學

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>鐘亮 >李超

>胡鵬

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