黃河萬家寨水庫上游段封開河特征分析及模擬預(yù)報(bào)研究.pdf

1、分類號P338學(xué)校代碼10129UDC556學(xué)號2014212060053黃河萬家寨水庫上游段封開河特征分析及模擬預(yù)報(bào)研究StudyontheBreakupacteristicsAnalysisSimalationFecastofWanjiazhaiReservoirUpstreamoftheYellowRiver申請人：張璐學(xué)生類別：全日制專業(yè)碩士學(xué)位類別：工程碩士領(lǐng)域：水利工程指導(dǎo)教師：張生教授論文提交日期：二〇一六年六月摘要黃河萬

2、家寨水庫下閘蓄水前，喇嘛灣至萬家寨水庫下游馬柵河段水位落差較大，整個冰封期都以淌凌為主，壩址上游喇嘛灣至頭道拐河段只有部分年出現(xiàn)封河的現(xiàn)象。自1998年黃河萬家寨水庫建成蓄水后，改變了壩址上游至喇嘛灣河段的水力條件，水庫壩址上游最高水位抬高60m左右，庫區(qū)及影響河段水流流速明顯變緩，水力條件的變化使得喇嘛灣至頭道拐河段在冬季由建庫前的不完全封凍河段變?yōu)榉€(wěn)定封凍河段，而喇嘛灣以下河段受回水末端的影響，卡冰結(jié)壩現(xiàn)象頻發(fā)，凌汛災(zāi)害嚴(yán)重。首先，

3、針對上述冰情變化情況，在黃河萬家寨水庫上游河段選擇設(shè)定了典型斷面，于2014～2015及2015～2016年度凌期對進(jìn)行了野外觀測，觀測內(nèi)容包括初始結(jié)冰時間、冰蓋發(fā)展過程、流凌過程和形態(tài)和初始融冰時間等，對其冰情過程進(jìn)行了詳細(xì)的觀測和描述。其次搜集并分析1998～2015年以來萬家寨水庫上游河段的冰情數(shù)據(jù)。最后，建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與GM（1，N）模型對萬家寨水庫上游河段的封河歷時、開河歷時和開河日期進(jìn)行了模擬、驗(yàn)證及對比。結(jié)果顯示，2

4、014～2015年度首封位置位于包頭官地河段。2015～2016年度首封位置位于托縣什四份子。分析1998～2015年數(shù)據(jù)得出該河段封河形態(tài)特點(diǎn)為：平封（距壩32km以內(nèi)）～平立封交替（距壩32km～52.1km）～立封（距壩52.1km～67.6km）～平封（距壩67.6km以上），立封河段處于“S”型彎道。通過分別對封開河日期與流量、氣溫、冰厚等數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析，篩選出影響較高的因子，模擬結(jié)果顯示，氣溫決定首封位置且氣溫是影響封河的

5、主要因素，溫度與流量共同影響開河；河段的封河形式主要取決于水面比降的大小和河道形狀；在庫尾交通水泥廠附近容易形成冰壩，其冰源主要來自頭道拐以下距壩址67～100km河段的冰凌；溫度在0～5℃內(nèi)變化時，流量劇增230ms左右，河道解凍開河。影響黃河封、開河的因素非常之多，在諸多影響該河段封、開河歷時和開河日期過程因子中，氣溫、封凍天數(shù)、冰厚和流量是影響冰情變化的主控因素，且GM（1，N）模型的擬合精度高于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，更適用于對冰情的