河冰生消演变及其运动规律的研究进展

河冰是在特定的气象条件、地形河势和水力作用下产生的自然现象.研究河冰生消演变及其运动规律,从而根据气象、水文、冰情历史资料、现时信息和河道特征,应用热力学和水力学原理,对各种冰情要素进行预报,防治冰凌危害,是寒冷地区国家发展中必须考虑的一个重要问题.本文对河道中冰的形成、演变发展、输移、积聚堆积、消融和破碎冲蚀等各种冰情现象及其研究现状进行了分析总结,着重介绍国外最近的研究成果.     

三维贴体坐标变换在河冰数值模拟中的应用

寒冷地区河流冬季常出现冰塞,伴随其形成和演变往往发生凌洪灾害。因此,对河冰的形成及演变相关问题进行研究具有重要的意义。冰塞堆积演变具有高度的三维特征,将三维贴体坐标变换应用于冰塞演变过程,成功地解决了冰塞面不规则形状给河冰数值模拟带来的相关困难。     

万家寨水库建成后上游河段冰情特性研究

为深入研究万家寨水库建成后上游河段的冰情变化规律及影响因素,并为防凌调度提供依据。根据1987—2015年黄河万家寨上游河段的历史实测冰情资料,统计分析了该河段的冰情特征以及万家寨水库运行后出现的新冰情,并对影响该河段冰情的河道形态、气象条件、水库调度和水力因素等方面进行了分析。研究表明,万家寨上游河段冰情特征规律是:封河顺序由库区自下而上,封冻形式为平立封相交;开河时库区立封河段及立封河段以下解冻较上游晚,以上河段由下游向上游开河,开河形式为文开、武开、半文半武。1998年万家寨水库运行后,河道形态及水力因素的改变,气温的升高导致冰情发生了明显的变化,主要表现为:流凌、封河日期推迟,开河日期提前,不封冻河段变成稳定封冻河段,封冻长度增加,封河期水位升高,冰塞冰坝险情增加。该研究对万家寨水库建成后上游河段冰情进行了全面的剖析,对制定合理的防凌减灾方案具有重要意义。     

西北寒旱区高坝水库的水温与冰情研究

为探究西部寒旱地区水库修建对水温、冰情的影响,采用垂向一维水温冰情模型及纵向一维水温模型,对黑河黄藏寺水库库区和坝下游河道水温、冰情进行了预测,并与建库前进行了对比和分析。研究结果表明:黄藏寺水库水温结构为分层型,冬季坝前水温呈逆温分布,水库的修建对库区及坝下河段冰情程度有一定的弱化,初冰时间较建库前推迟约1个月,冰情持续时间减少约20天,最大冰厚由建库前的0.76 m减小至0.49 m,坝下一定范围内不再有冰情出现;水库泄水出现了一定的春夏季低温水及秋冬季高温水现象,沿程水温在各时段均出现了不同程度的恢复效应。     

黄河(内蒙古段)弯道卡冰过程及数值模拟研究

野外观测发现天然河流弯道处是封河期最易形成卡冰结坝的位置,冰坝的形成会壅高上游水位,严重时发生凌洪灾害。因此,研究弯道处卡冰过程,分析卡冰结坝机理是河冰研究的关键问题之一。本文中,通过对2013—2014年冬季不同形态弯道河冰过程的野外观测,分析了各种形态弯道卡冰结坝的过程、特性。基于二维Dyna RICE河冰动力学模型对三湖河道弯道表面冰输移进行模拟。结果表明弯道卡冰位置常发生在弯道出口河面束窄处,弯道处上游流凌密度、上游及下游的水力条件和河道形态是影响弯道卡冰结坝的关键因素。本研究对于确定冰坝初始形成位置,为进一步提出防凌减灾措施提供技术支持。     

河流结冰对电厂取水的影响

西北地区取用地表水作为电厂供水水源,都存在有三防(防冰、防沙、防水草)问题。本文根据多年来部分工程的调查及实地观测资料,对河流结冰过程、冰情演变和冰流量、冰厚的估算方法,以及目前电厂所采取的防治措施作了分析研究,提出了解决取水口结冰问题的途径。     

黄河上游梯级水量调度与宁蒙河段冰情变化关系调研分析

总结了具有调节性能水库在开河期改善了下游临近防凌河段开河形势的调度经验，调左了龙羊峡，刘家峡水库联合运用前后，水温地下游河段的影响范围及其冰情变化及水量对下游宁蒙河段冰情和封开河形势的影响，研究了影响内蒙河段防凌调度及其凌汛安全的工程因素，并提出了改善目前内蒙防凌河段封开河形势与提高黄河上游龙刘梯级水库综合利用效益的有效途径。     

我在专业课教学中的几点体会

《河流动力学》与《治河防洪工程》是高等学校港口海岸及治河工程专业（简称治河专业）的两门主要专业课.其中《河流动力学》主要介绍河流泥沙的基本特生及其运动输移规律和河床演变的基本规律与研究方法;《河防洪工程》则主要介绍各类型河道的治理原则、治理措施,以及江河防洪工程的规划设计与防汛抢险技术.学生毕业后,主要从事河流泥沙研究与河道治理工程的规划设计工作.     

裁弯对上下游流态影响的三维数学模型研究

裁弯是弯曲型河道演变发展以及河道整治工程中十分常见的现象.裁弯会对上下游河道产生较大影响.本文利用数学模型.采用带旋流修正的紊流模型,同时借助VOF方法描述自由表面,对三个连续畸弯的水流结构进行数值模拟,分析比较了两个裁弯工况对上下游河道的水流结构的影响.计算结果表明:裁弯对上游河道的影响明显大于下游,具体表现为裁弯明显加大了上游垂线平均流速,增大范围与裁弯幅度呈正比,与离开裁弯点的距离呈反比,上游弯道的环流强度同时减弱;裁弯使下游河道纵向流速沿横向分布趋于均匀,影响程度也由裁弯点至下游逐步减弱.     

浅论黄河河道整治工程的施工

根据多年施工经验，对河道工程传统的施工方法进行了综合论述，并对各种施工方法的优点和存在问题进行总结、比较，值得在河道整治工程施工中借鉴。     

龙刘两库联合运用对宁蒙河段冰塞影响分析

自1986年龙刘两库联合运用后,宁蒙河段冰坝数量减少的同时,出现了冰塞灾害发生几率增加,冰塞时间分布由封河期出现转为封河、开河都出现,槽蓄水增量增大,同流量水位偏高,灾害损失惨重等凌汛新问题。本文首先分析冰塞形成和发展的主要因素。其次,研究了龙刘两库联合运用对这些因素的改变;利用冰水力学理论,揭示了龙刘两库联合运用对宁蒙河段冰塞特性的影响,从理论上得出凌汛新问题的根源是龙刘两库联合运用加剧宁蒙河道淤积。最后,指出调水调沙是防凌和解决凌汛新问题的关键措施。     

过冷式多模态冰蓄冷VRV多联节能空调机组设计

冰蓄冷空调系统是电力移峰填谷的主要手段之一。但是由于巨大的空间占地要求和施工要求冰蓄冷系统在中国工业上推广的并不理想,因此为了国家的能源调控政策及国家节能推广商用和家用的冰蓄冷系统研究会是值得研究推广的新领域。在本文中设计研究了一款新型过冷式变制冷剂流量的多联系统。分析了该系统的原理、结构和设计思路,并对比非蓄冷系统与蓄冷系统之间的制冷能力、制冷效率和过冷度之间的区别。通过经济性分析该系统的回收年限少于3年。     

平衡冰塞输冰的试验研究

冰塞的发现，改变了河流的水力条件、热力条件及边界条件，常产生凌洪灾害，影响发电、航运及河床演变。平衡冰塞是冰塞发展与演变过程中的一个阶段，通常对开河冰塞有重要的影响，根据水槽试验和理论分析，对从初始冰塞演变到平衡冰塞的过程和影响因子进行了试验研究，揭示了平衡冰塞厚度及平衡时间与水流条件和冰流量等因素的相互关系，从理论上分析了计算输冰量的定性形式。研究成果对于工程实际有一定的参考意义。     

生命旋回-Markov组合模型在年径流预报中的应用

河川径流预测是一个十分复杂的问题,生命旋回模型在进行径流趋势预测时具有对资料要求少、计算简单等优点,但由于模型机理的限制,进行预测时得到的序列很难反映径流序列的随机波动变化,且存在预测结果精度不高的缺点。针对这一问题,文中提出了一种新的径流预报模型——生命旋回-Markov组合预测模型。该模型用生命旋回模型预报河川径流的趋势项变化,用周期修正方法反映其径流周期性特征,用Markov模型预报其径流序列随机变化,在此基础上对黄河龙门水文站年径流进行预测时,拟合精度为89.13%,合格率为90.22%,表明该模型精度较高,可为水利工程运行管理提供水文依据。     

广东省清远地区高压输电线路覆冰调查分析

根据广东省清远地区2008年初春覆冰情况调研，通过现场走访调查、实际观测了解，对本次覆冰情况的形成机理、状况进行较细致地分析研究，初步确定了相关地段的覆冰厚度。同时对导线选型进行了初步比选论证，提出了相应的绝缘配合及杆塔规划方案，对采取积极“抗冰”提出了客观依据。     

基于人工神经网络模拟弯槽段水内冰冰塞厚度分布

寒冷地区河流冬季常因冰塞问题而成灾,因此对冰塞所涉及的相关问题进行预测和预报对于防灾减灾具有重要的意义。稳封期的平衡冰塞厚度无论对于上游水位的升高还是对后期的开河均具有直接的和重要的影响,用分析型或确定型模型描述非常复杂的河冰过程所导致的冰塞厚度有相当的困难,因此冰塞体厚度描述较多采用的是经验公式,且基本为断面平均厚度。基于人工神经网络的非线形映射特征,尝试将其用于实验室中弯槽段的冰塞厚度分布预测,对数值结果的计算表明,在实际工程中可以采用该方法进行模拟预测。     

基于覆冰拉力监测系统的耐张塔线路等值冰厚计算模型

输电线路覆冰严重影响电网的安全稳定运行,准确监测线路覆冰情况具有重要的工程意义和应用价值.为了精准判断线路覆冰厚度,提出一种基于覆冰拉力监测系统的复合荷载作用下耐张塔线路等值冰厚计算模型,以在线监测终端监测拉力和角度为输入参量,计及耐张绝缘子串非均布荷载和风荷载影响,并修正重力方向荷载对计算模型加以改进.与雪峰山自然观冰站试验数据和南方电网重覆冰区段监测终端运行数据对比,验证了该计算模型的准确性.结合工程实际应用,验证了其对判断耐张塔线路覆冰情况具有一定的指导作用.     

计算山区小型河流最小生态需水的水力学法

对目前国内关于河道生态需水量的主要研究方法进行了比较分析,针对山区小型河流梯级水电站减水河段面临的水生生物需水问题,并结合山区小型河流自身特性,本文提出了计算河道最小生态需水量的一种水力学法一修正的R2-Crcss法,通过实例论述了其在山区小型河流中的具体应用.本文提出的修正的R2-Cross法具有直观、定量的特点,对山区小型河流最小生态需水的计算更具针对性和适用性.