黃河什四份子彎道冰期水流及冰塞特征研究

羅紅春，冀鴻蘭，郜國明，張寶森，牟獻友

（1.內蒙古農業大學 水利與土木建筑工程學院，內蒙古 呼和浩特 010018；2.黃河水利科學研究院，河南 鄭州 450000）

1 研究背景

冰塞是高寒地區河渠中一種常見的水力現象，常見于我國的黃河、松花江及南水北調工程之中[1]。冰塞在河渠中易引起通水不暢，壅高水位，形成險情并誘發凌汛災害，在河道中尤以黃河寧蒙河段為典型。研究表明，自黃河上游龍劉水庫聯合調度以來，寧蒙河段的冰情出現了極大的變化，水庫調節在一定程度上有效緩解了河道凌情，寧蒙河段的凌災事件頻次及嚴重程度得到了一定的遏制，冰壩災害減少，但冰塞災害增多[2]；由于水庫的滯洪削峰作用，寧蒙河段流量過程坦化，汛期水動力嚴重不足，大量泥沙無法被帶走而淤積于河道中[3]。河道形態是凌汛的主要孕災環境之一，近年來，寧蒙河段尤其是內蒙古河段河床明顯淤高，平灘流量急劇降低[4]，因此冰塞形成后更容易引發凌汛洪水。外界條件變化，加上凌災突發性強、鏈發型強的特點，給黃河防凌增加了很大的壓力。

冰塞在黃河內蒙古段最為常見，發生地點具有明顯的區域性特征，易發于彎道、橋梁、地形由陡變緩等明顯具有阻冰效應的典型河段，特別是彎道中的急彎段。關于冰塞的研究，國內外均取得了一些突破性進展[5-6]，成果豐碩。冰塞數值模擬方面，國外開發了系列1-D 靜/動態模型（RICE、ICEJAM、RIVER1D、RIVJAM、ICESIM、HEC-RAS等），2-D動態模型鮮見，目前仍以Shen[7]建立的CRISSP2-D與DYNARICE模型為代表，國內王軍[8]、楊開林[9]、茅澤育[10]等結合冰水力學及熱力學原理發展了河道冰塞數學模型；……