黃河萬(wàn)家寨水庫(kù)上游段封開河特征分析及模擬預(yù)報(bào)研究.pdf

1、分類號(hào)P338學(xué)校代碼10129UDC556學(xué)號(hào)2014212060053黃河萬(wàn)家寨水庫(kù)上游段封開河特征分析及模擬預(yù)報(bào)研究StudyontheBreakupacteristicsAnalysisSimalationFecastofWanjiazhaiReservoirUpstreamoftheYellowRiver申請(qǐng)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(wàn)

2、家寨水庫(kù)下閘蓄水前，喇嘛灣至萬(wàn)家寨水庫(kù)下游馬柵河段水位落差較大，整個(gè)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(wàn)家寨水庫(kù)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(kù)壩址上游最高水位抬高60m左右，庫(kù)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(kù)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(duì)上述冰情變化情況，在黃河萬(wàn)家寨水庫(kù)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(duì)進(jìn)行了野外觀測(cè)，觀測(cè)內(nèi)容包括初始結(jié)冰時(shí)間、冰蓋發(fā)展過(guò)程、流凌過(guò)程和形態(tài)和初始融冰時(shí)間等，對(duì)其冰情過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的觀測(cè)和描述。其次搜集并分析1998～2015年以來(lái)萬(wàn)家寨水庫(kù)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(duì)萬(wàn)家寨水庫(kù)上游河段的封河歷時(shí)、開河歷時(shí)和開河日期進(jìn)行了模擬、驗(yàn)證及對(duì)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(guò)分別對(duì)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(kù)尾交通水泥廠附近容易形成冰壩，其冰源主要來(lái)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(shí)，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(shí)和開河日期過(guò)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(duì)冰情的