水库防凌调度数学模型的研制与开发行政.doc

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水库防凌调度数学模型的研制与开发

摘要:、水库防凌调度机理、运用方式;研究了不稳定封冻河段和稳定封冻河段冰下过流能力的经验公式,并依据冰水力学理论、河冰运行规律和水冰两相流连续方程及运动方程,参照黄河流域冰期实测资料,、下游河段典型年凌汛检验,证明调度模型合理、实用,对减轻凌汛灾害有重要作用,具有较好的应用价值.
关键词:凌汛水库防凌防凌调度数学模型

我国北方地区的河流,在每年冬春季节常有冰凌灾害发生,其中以黄河流域和东北地区松花江、,据不完全统计,自1855~1938年的84年间,有27年发生凌汛决口,、1955年因凌情严重、堤防薄弱而造成堤防决口,,,1960年三门峡水库投入防凌运用后,下游防凌形势有很大改观,但水库防凌调度牵涉到下游河道冰凌运行规律、热力条件以及边界条件,,,研制水库防凌调度数学模型,实行水库防凌的科学调度具有重要意义.
1 水库防凌调度机理
:一是河道内有足够的流冰量;二是具有阻塞冰凌运动的河势条件;,黄河以北的海河、辽河流域纬度虽高于黄河,,黄河下游河道上宽下窄,下段河道多弯曲,,多为流向自低纬度流向高纬度的高寒地带,它的冰情变化规律是,上段河道封河晚、开河早,下段河道封河早、开河晚、,这样势必造成冰凌堆积,产生冰桥、冰坝堵塞河道,抬高水位,漫滩决堤造成灾害.
,当今人们还无法控制气候因素及改变河道边界的条件下,调节河道内的流冰量还是可能的,即利用已建的水库,按照水力因素和冰情形态演变之间的关系,调整冬季河道流量,也就是调整冬季河道流速变化过程,,冬季河道的流速与河流的封冻、冰盖的类型、冰盖前缘流冰块的稳定、冰塞的形成,冰塞下冰花的稳定,冰塞厚度、:
①在河道封冻以前,适当增加流量,加大水体搬运冰体的能力,避免浮冰块受阻而滞蓄于河中,争取推迟封冻或不封冻;②一旦发生封河现象后,应施放适应冰盖下过流能力,及时减小流量,降低流速,争取“平封”防止“立封”和产生冰塞,尽量减少河道里的储冰量;③在不致产生冰塞和开河高水位的前提下,加大冰下过流能力,减少河槽蓄水量,以削减开河期的凌峰流量,避免大流冰量的发生,达到“文开河”的目的.
2 水库防凌调度数学模型研制
模型建立原理根据水库防凌调度机理,充分发挥水力因素在控制河冰危害方面的作用,调节河道流量变化的过程,能够遏制冰塞、,如流冰花不潜入冰盖之下,则不会形成冰塞,、湿周、比降、断面水深、重力加速度等因素,一般常用佛汝德数来表示.

式中:fc为佛汝德数;v为冰盖前缘平均流速(m/s);g为重力加速度();h为断面平均水深(m).~,若计算值大于此值者,则流冰花易于下潜,反之,则冰花集结于冰盖前缘向上端延伸,(河道不稳定流基本方程)和水冰两相流的运动方程,联立求解.
,,封冻到开河,,封冻、,冰盖前缘的流冰花不潜入冰盖