天然河道冰冻期的数值模拟与应用研究
高纬度地区河流冬季常形成冰盖、冰塞或冰坝。冰盖、冰塞的出现使水流从明流成为封闭的暗流,改变了水流的水力条件、热力条件和几何边界条件,形成了冬季特有的冰情现象。冰塞和冰坝的危害很大,它们的形成会阻塞水流的过水断面、引起水位上升、淹没农田房屋,使沿岸水工建筑物和构筑物遭到破坏、使航运中断或造成水力发电损失。此外,冰塞可能因堵塞引水口使水厂供水中断。冰塞引发的冲刷可导致河岸及河床的侵蚀,可使鱼类等自然水生动物种群的生态环境遭到破坏并暴露埋于河床下面的设施等等。
随着我国改革开放和经济建设进程的加快,北方的工农业生产日渐发达,因而,凌洪对沿河区域经济发展的影响也愈加突出,开展河冰动力学的相关研究变得非常重要。
本文主要在总结前人已经取得的科研成果的基础上,具体结合我国黄河流域在凌汛期的水文、气候特点,初步建立一套可以应用于黄河凌汛期的输水、输沙水文预报数学模型,并将应用结果与水文资料进行对比。其成果既可以为政府主管部门利用上游水库在凌汛期进行调水、调沙提供科学依据,也可为将来建立综合的河冰动力学数值模式奠定基础:
(1)分析我国黄河流域的冰凌特点,简述凌汛所造成的危害,并具体分析我国黄河地区凌汛灾害普遍的原因及目前的主要预防措施。
(2)通过分析凌汛期河流综合糙率及冰盖下输水、输沙的具体特点建立针对黄河凌汛期实际的水文预报数学模型。
(3)用所建立的模型对黄河下游艾山至利津段某年冰冻期河道输水、输沙过程进行了数值模拟,并将数值模拟结果与水文站历史资料进行了对比。
(4)利用模拟结果,分析不足并提出下一步的完善方向。
天然河道;冰冻期;非定常流;数值模拟;水文预报
中国海洋大学
硕士
港口、海岸及近海工程
拾兵
2005
中文
P338
81
2006-07-27(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)