以黄河什四份子弯道为研究对象,基于2019-2020年度的凌情监测影像及现场试验数据,分析了河流弯道冰水动力学行为特征。结果表明:上宽下窄的河道形态是造成弯道卡冰的主要原因,流凌-封河阶段,弯顶节点工程对水流的顶托作用促进了上游回流区的形成;受弯道离心力作用,河冰聚集于河道凹岸一侧,并在回流区堆积形成冰桥,从而缩小了断面过冰面积,河道逐渐封冻;弯顶下游流速大且来冰量少,形成清沟,主流向河中发展;冰塞堆积于弯顶上游凹岸主河槽内,水流被挤压至凸岸非冰塞区,弯道主流易位;在稳封期,河道冰水动力特征基本不再变化,在解冻开河期,凸岸非冰塞区流速较大,主流区冰盖优先解冻且沿主流输移,回流区冰盖最后消融,河道主流逐渐恢复至畅流阶段,整体呈复归式。

以黄河什四份子弯道为研究对象,基于2019-2020年度的凌情监测影像及现场试验数据,分析了河流弯道冰水动力学行为特征。结果表明:上宽下窄的河道形态是造成弯道卡冰的主要原因,流凌-封河阶段,弯顶节点工程对水流的顶托作用促进了上游回流区的形成;受弯道离心力作用,河冰聚集于河道凹岸一侧,并在回流区堆积形成冰桥,从而缩小了断面过冰面积,河道逐渐封冻;弯顶下游流速大且来冰量少,形成清沟,主流向河中发展;冰塞堆积于弯顶上游凹岸主河槽内,水流被挤压至凸岸非冰塞区,弯道主流易位;在稳封期,河道冰水动力特征基本不再变化,在解冻开河期,凸岸非冰塞区流速较大,主流区冰盖优先解冻且沿主流输移,回流区冰盖最后消融,河道主流逐渐恢复至畅流阶段,整体呈复归式。

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为探究冻土条件下无黏性土堤漫顶溃决过程及溃决区域的水位、流速等水力要素变化规律，开展了弯道水槽概化模型试验。基于结构光传感器的三维成像特性，精确观测了溃堤过程中的溃口形态变化，分析了上游入流恒定时冻土深度对溃口发展过程及溃决区域水力要素的影响。结果表明：(1)冻土条件下的溃堤过程可分为渗透过流、堤后冲刷、横向展宽、冲淤平衡4个阶段，溃堤过程中会出现“陡坎”“堤身分层”“沟底挑流”等现象；(2)冻土条件下溃决区域的流速变化率和水位变化率均随着冻土深度的增加而减小；(3)冻土条件下溃堤稳定后的过堤流量、溃口宽度及垂向深度均与冻土深度呈负相关；(4)冻土深度对主槽区下游侧溃口的发展影响更大。

为探究冻土条件下无黏性土堤漫顶溃决过程及溃决区域的水位、流速等水力要素变化规律，开展了弯道水槽概化模型试验。基于结构光传感器的三维成像特性，精确观测了溃堤过程中的溃口形态变化，分析了上游入流恒定时冻土深度对溃口发展过程及溃决区域水力要素的影响。结果表明：(1)冻土条件下的溃堤过程可分为渗透过流、堤后冲刷、横向展宽、冲淤平衡4个阶段，溃堤过程中会出现“陡坎”“堤身分层”“沟底挑流”等现象；(2)冻土条件下溃决区域的流速变化率和水位变化率均随着冻土深度的增加而减小；(3)冻土条件下溃堤稳定后的过堤流量、溃口宽度及垂向深度均与冻土深度呈负相关；(4)冻土深度对主槽区下游侧溃口的发展影响更大。

为探究冻土条件下无黏性土堤漫顶溃决过程及溃决区域的水位、流速等水力要素变化规律，开展了弯道水槽概化模型试验。基于结构光传感器的三维成像特性，精确观测了溃堤过程中的溃口形态变化，分析了上游入流恒定时冻土深度对溃口发展过程及溃决区域水力要素的影响。结果表明：(1)冻土条件下的溃堤过程可分为渗透过流、堤后冲刷、横向展宽、冲淤平衡4个阶段，溃堤过程中会出现“陡坎”“堤身分层”“沟底挑流”等现象；(2)冻土条件下溃决区域的流速变化率和水位变化率均随着冻土深度的增加而减小；(3)冻土条件下溃堤稳定后的过堤流量、溃口宽度及垂向深度均与冻土深度呈负相关；(4)冻土深度对主槽区下游侧溃口的发展影响更大。