冰塞水位分析

高纬度地区河流冬季常形成冰塞,冰塞堵塞过流断面,使湿周增加,致上游水位升高,常因此产生凌洪灾害,冰塞的解体、溃决又常使下游产生灾害。冰期水位是冰塞演变和发展的重要结果之一,对于防灾减灾具有重要的参考价值。依据实验室资料和黄河河曲段的实测资料,针对直道和弯槽,对比分析了不同冰流量、不同初始水深和流速时模拟冰塞和天然河道冰期水位的变化规律。     

桥墩影响下冰塞水位变化规律的试验

采用聚乙烯颗粒为天然冰模拟材料,对桥墩影响下的冰塞水位变化规律进行了探索性试验研究.试验发现,有桥墩时,冰塞演变可分为冰塞越过桥墩和未越过桥墩两种情况;冰塞动态演变过程中,桥墩附近冰塞底部存在冲刷现象,由此产生的冲刷输冰流量会引发较为复杂的冰塞水位演变过程.研究表明,有桥墩条件下,水力及来冰量条件对平衡冰塞时的水位增值影响规律与无桥墩时基本一致;水流条件和来冰流量相同条件下,当冰塞能越过桥墩达到平衡时,墩径较大时水位增值也较大,在断面阻塞程度相同条件下,双墩水位增值大于单墩.     

基于人工神经网络预测弯道段冰塞壅水

寒冷地区河流冬季常形成凌洪灾害,冰情的预报和预测大致可分为冰塞出现的位置、上游水位升高和开河冰塞的预报.依据实验资料,分析了弯槽段冰塞壅高上游水位和佛汝得数以及冰流量之间的变化关系,采用BP网络对水位壅高及弯槽断面水位进行了模拟预测并和回归分析的结果进行了对比,结果表明:人工神经网络技术可以提高对水位的模拟预测精度.     

山西河曲黄河阶地序列初步研究

黄河干流奇特的"几"字形格局是其复杂发育历史的表现。由于流域内的地质与气候条件复杂多样,分段开展深入研究是全面认识黄河的基础。晋陕峡谷是研究黄河演化的关键地段之一,河流阶地忠实地记录着河流发育的历史。文章选择山西河曲县城附近黄河阶地发育典型的河段进行研究,在实测河流阶地地貌剖面的基础上,系统采集了20个年代样品进行光释光(OSL)测年。依据地貌类型、沉积特征以及定年结果,建立了该河段黄河阶地的演化序列,得出以下结论:1)河曲地区黄河曲流凸岸形成有4级阶地,T4阶地的形成主要受构造控制,而T3,T2和T1阶地的形成主要与气候变化有关,各阶地的年龄分别是T4为90ka,T3为30ka,T2为20ka,T1为3.4ka。2)河曲地区约140ka以来河流地貌的演化经历了5个阶段,各阶段以下切侵蚀开始,结束于各阶地堆积面的塑造。约90ka以来,该地区河谷谷底下降速度和曲流可能最大侧蚀速度的平均值分别为0.9mm/a和33.4mm/a。在不同阶段,二者的大小变化及组合状况各异,在构造相对稳定条件下,河流以侧蚀作用为主,其侧蚀速度与气候和岩性条件有关。3)河曲地区的黄河曲流是在河流下切过程中逐渐侧蚀、演化而成的,具有内生曲流的特点。4)T4阶地的泥流沉积和加积堆积,可能记录了地方性气候变化,其范围和意义有待进一步研究,另外,T3,T2和T1形成过程中气候变化的作用也有待探讨。     

水位演算模型及其在水位预报中的应用

将单一河道洪水演算系统视为单输入一单输出系统,基于时间序列分析中的ＡＲＭＡＶ（２,１）模型,应用时间序列分析最优控制理论建立了水位演算模型和水位预报方法。证明若采用水位作变量,则可采用无约束的最优化方法确定参数;若采用水深作变量,则可采用以水量平衡为约束的寻优方法确定参数。本文所建立的水位预报方法用于黄河下游水位预报,得到了满意的预报精度。     

感潮河段水位过程预报探讨

感潮河段水位过程同时受径流、潮流影响,其预报较为困难.将水位过程视为时间序列,用不同的模型进行了预报比较,认为以潮汐作用为主的水位预报可采用神经网络模型,对高水位预报可采用ARMA(2,1)模型,而对洪水作用为主的河道,各模型的预报能力均有待提高     

弯槽段冰塞形成及其厚度分布的试验研究

河流冰塞是寒冷地区河流的共性问题,弯槽段易于卡封是客观存在的现象,但对其形成机理的认识尚有待探索.借助于实验室的试验水槽,通过改变水流条件和冰流量条件,研究了弯槽段冰塞形成和厚度分布的规律.结果表明:当弯槽段先铺有模拟冰盖时,初始冰塞头部向下游推进的速度随水流的Fr增加而增加;当在弯槽尾部加上模拟的初封条件时,水流条件的变化可以产生冰塞发展的两种不同顺序,提出了实验室条件下的弯槽段冰塞体形成与否的临界F_r数.     

糙率对感潮河段水位预报的影响

感潮河段洪水受上游洪水和下游潮水的共同作用,且河道断面复杂,这些因素加剧了糙率取值的难度.本文通过糙率影响试验,分析了糙率改变对感潮河段计算水位的影响.在具有明显漫滩的断面,将糙率取值分为漫滩糙率和主槽糙率后再进行水位计算.试验结果表明,糙率值的改变对计算水位影响较大,且对感潮河段洪水过程的不同阶段影响程度不同;漫潍糙率的改变对漫滩洪水位影响很大,主槽糙率的改变对低水位影响较大.     

近30 a气温变化对黄河下游凌情影响分析

根据1951－1998年黄河下游代表站冬季气温资料，统计分析了近30a平均气温和气温过程变化特点及其对凌情的影响，并在分析负气温演变特点及其与凌情关系的基础上，建立了气温－凌情关系式，同时利用70年代以来气温、凌情资料，计算分析了气温变化和其它因素对凌情的影响。     

黄河上游宁蒙河段气温变化对凌情影响的分析

利用1954－1998年冬季（11月至翌年3月）各月气温资料，研究了气温的时空分布规律、变化特点及其与宁蒙河段凌情的关系，根据磴口、包头与托克托站的日平均气温，建立了气温特征与部分凌情特征量的关系式，分布了气温变化和基它因素对凌情的影响。     

黄河干流头道拐河段凌汛期小流量过程变化及其影响因素研究

黄河干流内蒙古段河道冬季流凌封河期, 河道水量除一部分转化为冰量外, 很大一部分转化为槽蓄水量而贮存在河道中, 导致下游头道拐河段出现小流量过程, 上游河道流量转化为槽蓄水量和贮存的冰量越大, 小流量持续时间越长, 开河期发生凌汛洪水风险越高。通过对1998 - 2016年头道拐站凌讯期流量变化过程分析, 重新界定了小流量上限阈值为330 m³·s^-1, 并且以此值为标准进行小流量过程研究, 分别采用R/S极差分析法、 Fourier变换分析法对近年来小流量过程变化特征进行分析; 结合非线性概率Logit模型和Probit模型对小流量过程的影响因素进行讨论。结果表明： 小流量持续天数变化呈现缩短趋势; 同时, 小流量过程与上游相对来水之间变化关系显著且过程同步, 而滞后于河道槽蓄水量变化过程; 通过Logit模型和Probit模型分析各影响因素变化时相应小流量持续时间变化的响应概率大小, 明确河道冰流量是小流量过程第一影响因素, 气温条件是小流量过程的决定因素, 首封位置和相对来水量是小流量过程重要影响因素。     

黄河干流径流量和输沙量阶段性分析

阶段性是描述河流水沙丰枯变化持续长度的主要特征.利用“中国河流泥沙公报”数据,运用M ann-Kendall方法(简称M-K检验方法)、距平累积曲线法和以自然年代为阶段分析黄河干流径流量和输沙量的变化,探讨黄河干流水沙变化的阶段性.数据系列至2008年,大多数数据长达50多年.结果表明:近50多年来,黄河干流径流量和输...     

冰塞下冰块起动分析

对冰塞下冰块临界起动条件进行了分析研究,指出了过去研究的缺陷是与实际情况吻合较差以及计算公式构造不合理有关。根据有关理论分析与推导,提出了冰塞下冰块临界起动计算公式应具有的合理形式。并就部分因子进行了试验研究,研究结果表明,在不考虑ｔｂ／Ｌ和ｎｉ／ｎｂ变化的情况下,冰塞下冰块起动流速和泥沙起动流速的计算公式具有相同的形式。     

黄河宁蒙河段凌情特性研究

统计分析了黄河宁蒙河段1950-2004年流凌、封河、开河日期特征值,并对河道最大槽蓄水增量作了初步分析。研究表明宁蒙河段开河时一般从上游向下游解冻,河槽蓄水量沿程不断释放并加入,使开河时凌峰流量沿程增大;凌情的发生、发展及消失演变的过程,主要取决于河道形态(地理位置、走向及边界特征)、水文条件和气象条件以及人类活动等因素;水库的运用对凌情的演变有重要影响。     

黄河下游凌情特征及变化

黄河下游冰情的基本特点和规律是:冬季有的年份封冻,有的年份不封冻;下游下段河道流凌封冻日期早,融冰、开河日期晚,封冻历时长,冰盖厚冰质坚;上段河道流凌封冻日期晚,融冰、开河日期早,封冻历时短,冰盖薄冰质酥。冰凌洪水特点是流量小,水位高且上涨快;凌峰流量自上而下沿程逐渐增大。近20年来,由于黄河下游河道水量大幅度减少,甚至发生连年断流,冬季气温持续偏高,加上水库调度等因素的共同影响,引起了凌情的相应变化。这些变化主要表现为:封开河日期提前,封河长度缩短、封冻冰量和槽蓄水量减少,冰塞冰坝发生次数减少,不封冻年频率增加等。