本文關(guān)鍵詞：黃河（內(nèi)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(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)》 2015年

黃河（內(nèi)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(diǎn)因素,黃河(內(nèi)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(yán)重、凌災(zāi)頻發(fā)的地區(qū)之一。根據(jù)多年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及野外觀測(cè)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(nèi)蒙古段)凌災(zāi)的主要原因。本文以黃河(內(nèi)蒙古段)為研究區(qū)域,通過對(duì)2012-13年和2013-14年冬季河冰過程的野外觀測(cè),分析研究河段內(nèi)河冰的生消演變特性。并采用DynaRICE河冰動(dòng)力學(xué)模型對(duì)彎道進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)合河冰生成的熱力過程、岸冰生長(zhǎng)及冰蓋發(fā)展理論,探討彎道河冰的生長(zhǎng)、輸移、堆積及冰蓋發(fā)展過程。應(yīng)用耦合的熱力-動(dòng)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(nèi)蒙古段)整個(gè)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(jié)壩的危險(xiǎn)河段。2)首凌位置均發(fā)生在緯度高、氣溫低的中游段,當(dāng)日均氣溫降到-5℃以下時(shí)即可能發(fā)生流凌,流凌密度與氣溫呈負(fù)相關(guān),同時(shí)與上、下游的卡冰情況及河道形態(tài)有關(guān),流凌歷時(shí)取決于氣溫強(qiáng)度變化。封河速度與氣溫相關(guān),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(dòng)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(jì)。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(jié)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(fēng)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(zhǎng)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(yīng)用河冰熱力-動(dòng)力耦合模型對(duì)三湖河口彎道河冰過程進(jìn)行模擬,結(jié)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(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV875;TV133
【目錄】：

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相關(guān)機(jī)構(gòu)

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