寒区抽水蓄能电站上水库冰盖破裂机制分析

寒冷地区抽水蓄能电站水库上冰盖的出现会对水库造成一定损害,对电站的运行效益与安全产生不利影响。针对冬季抽水蓄能电站上水库抽水时水位上升的工况条件,对水库冰盖的破裂力学机制进行了分析,得出了库水位上升时冰盖下总上举力与水库充水时间、充水流量和抽水水泵出水压强之间的关系式,为寒冷地区水库抽水蓄能电站的规划、设计和运行提供一定参考。

分层计算冰盖弹模对冰盖破裂的影响分析

春季由于流域气温突升或在开河期有集中降雨,导致河道流量剧增、水位迅涨等情况发生,由此形成较大的涌水波向下游传播,作用于下游的冰盖,并导致冰盖破裂。基于弹性地基梁理论,针对涌水波对下游冰盖的作用机理及冰缝形成进行了研究,尝试性采用分层计算的方法处理冰盖的弹性模量,计算结果表明冰盖的破冰波长和裂缝位置范围略有减少,获得了更符合工程实际的理论解析解。

武开河的边界约束判别准则

根据封冻河道春季冰盖破裂机理，采用弯曲河道边界约束概念，提出可用于预测武开河发生的判别准则，并对其适用性进行了论证。应用黄河河曲段1985—1994年的原型观测资料对该判别准则进行验证，结果表明该准则可以较好地用于河道武开河的判别。

弯曲冰块在顺直河段中的输移条件

针对弯曲冰块在顺直河段中的输移条件,以春季封冻河道的冰盖破裂机理为基础,根据水动力学、热力学、固体力学及气象水文等学科理论,综合考虑水力、热力、河势及地貌特征等影响因素,引入顺直河道固体边壁的约束条件,建立力学分析模型,进而提出了弯曲冰块在顺直河道中输移所需最小流量即临界流量的判别准则,并对其适用性及相关参数进行了研究分析。应用黄河河曲段的原型观测资料对该准则及相关参数进行了率定及验证,结果表明提出的针对弯曲冰块在顺直河段输移的临界流量计算值与实测值较为接近,可以认为该输移判别准则能够较好地用于判别弯曲冰块在顺直河段中的输移情况。此外,根据实测资料提出了反映热力消融对冰盖体厚度减小、强度降低等的综合系数表达式,可用于没有开河历史观测资料河道的冰情研究。