黄河万家寨水库上游段封开河特征分析及模拟预报研究

发布时间：2017-12-08 14:29

  本文关键词：黄河万家寨水库上游段封开河特征分析及模拟预报研究

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【摘要】：黄河万家寨水库下闸蓄水前,喇嘛湾至万家寨水库下游马栅河段水位落差较大,整个冰封期都以淌凌为主,坝址上游喇嘛湾至头道拐河段只有部分年出现封河的现象。自1998年黄河万家寨水库建成蓄水后,改变了坝址上游至喇嘛湾河段的水力条件,水库坝址上游最高水位抬高60m左右,库区及影响河段水流流速明显变缓,水力条件的变化使得喇嘛湾至头道拐河段在冬季由建库前的不完全封冻河段变为稳定封冻河段,而喇嘛湾以下河段受回水末端的影响,卡冰结坝现象频发,凌汛灾害严重。首先,针对上述冰情变化情况,在黄河万家寨水库上游河段选择设定了典型断面,于2014～2015及2015～2016年度凌期对进行了野外观测,观测内容包括初始结冰时间、冰盖发展过程、流凌过程和形态和初始融冰时间等,对其冰情过程进行了详细的观测和描述。其次搜集并分析1998～2015年以来万家寨水库上游河段的冰情数据。最后,建立BP神经网络模型与GM(1,N)模型对万家寨水库上游河段的封河历时、开河历时和开河日期进行了模拟、验证及对比。结果显示,2014～2015年度首封位置位于包头官地河段。2015～2016年度首封位置位于托县什四份子。分析1998-2015年数据得出该河段封河形态特点为：平封(距坝32km以内)～平立封交替(距坝32km～52.1km)-立封(距坝52.1km～67.6km)～平封(距坝67.6km以上),立封河段处于“S”型弯道。通过分别对封开河日期与流量、气温、冰厚等数据的相关性分析,筛选出影响较高的因子,模拟结果显示,气温决定首封位置且气温是影响封河的主要因素,温度与流量共同影响开河；河段的封河形式主要取决于水面比降的大小和河道形状;在库尾交通水泥厂附近容易形成冰坝,其冰源主要来自头道拐以下距坝址67～100km河段的冰凌;温度在0～5℃内变化时,流量剧增230m3/s左右,河道解冻开河。影响黄河封、开河的因素非常之多,在诸多影响该河段封、开河历时和开河日期过程因子中,气温、封冻天数、冰厚和流量是影响冰情变化的主控因素,且GM(1,N)模型的拟合精度高于BP神经网络模型,更适用于对冰情的模拟预报。
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV875;TV697.21

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