河流水冰沙耦合模型研究Ⅰ:原理和方法

• 作者: 潘佳佳 Hung Tao Shen 郭新蕾 王涛
• 来源期刊: 水利学报
• 关键词: 水冰沙耦合 北方河流 水沙运动 河冰动力学 岸滩崩塌
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 页码范围: 700-711
• 页数: 12页
• 分类号: TV143
• 语种: 中文
• DOI: 10.13243/j.cnki.slxb.20200844

摘要

河流水沙研究一般忽略冬季河冰对泥沙输运、河床侵蚀和岸滩崩塌的影响,但北方河流如黄河等冬季冰期的防凌减灾和河道的演变均不能忽略河冰过程,亟需研究河冰全过程影响下的水冰沙耦合作用机理.本文首先总结了河冰水力学的理论发展,针对北方河流建立了二维水冰沙耦合数学模型,包括二维水沙数值模块、河冰动力学模块和岸滩侵蚀模块,并介绍了该耦合模型的求解步骤和方法.研究表明:通过三个模块间的信息传递和数据反馈,该数学模型具备模拟冰塞冰坝等极端工况下的水流变化、河冰堆积和释放、泥沙运动、河床冲淤和岸滩侵蚀等过程的能力.该模型将水沙理论和河冰理论结合起来,可用于北方河流全季节与河冰生消全过程的水冰沙耦合过程模拟,为北方河流管理提供了有力工具.