冰盖下水流紊动特性试验研究

河冰是陆地冰冻圈的重要组成要素，在生消演变过程中影响水流运动规律，受冰凌影响河流流态可分为明流、完全冰封和部分冰封。为探究冰盖下水流的紊动特性，采用声学多普勒三维测速仪测量3种流态的恒定均匀流场，对比分析纵向时均流速、雷诺应力和紊动强度的分布规律。结果表明：完全冰封流纵向时均流速垂向上呈不对称“■”型分布，雷诺应力在垂向上线性分布，紊动强度在基于双层假定划分的冰盖层和床面层均符合指数分布律；部分冰封流纵向时均流速垂向分布兼具明流和完全冰封流的特性，存在横向动量交换，导致冰盖区、明流区和过渡区的雷诺应力和紊动强度在水深方向上也存在明显的差异。试验结果可为冰凌灾害防治和供水安全保障提供理论指导。