Page 104 - 2023年第54卷第4期
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凌会黏附在静态岸冰的边缘而形成冲积岸冰。什四份子弯道上游卡冰后，阻挡了上游来冰向下游输
移，故在卡冰位置以下出现大范围的清沟。官牛犋弯道凸岸处也同样形成岸冰，岸冰宽度约占河面宽
度 １?２，主流区域因流速大、冰量少，未形成冰盖。从图 １０（ａ）（ｂ）中可以看出：模拟封河形态、岸冰
位置、清沟长度及卡冰位置与野外观测结果吻合较好。为了进一步验证模型的准确性，模型模拟了稳
封期河道水力特性及冰厚增长情况，并将模拟结果与实测值进行对比。图 １１和图 １２分别给出了 ２０２１
年 １月 １５日什四份子弯道进口断面处实测冰下水流流速、冰厚与模拟值对比，从图中可以看出，模
拟冰下水流流速及冰盖厚度与实测冰下水流流速和冰盖厚度基本吻合。同时，受河道地形影响，冰封
期主流靠近河道右岸一侧，水流对冰盖底部的冲蚀作用明显大于左岸，导致河道断面右侧冰厚小于左
岸一侧。因此，通过模拟封河形态、冰下流速及冰厚与实测值的对比，验证了该数学模型的准确性，
表明通过合理的参数设置及糙率率定，该数学模型可以准确的模拟天然河道河冰输移、堆积过程及该
过程中的水力特性和冰厚增长。
图 １０ ２０２０?１２?１４模拟封河形态与野外观测封河形态对比
图 １１ ２０２１?１?１５什四份子弯道进口断面处 图 １２ ２０２１?１?１５什四份子弯道进口断面处
实测冰下水流流速与模拟流速 实测冰厚与模拟冰厚
４ 讨论
４．１ 水力条件对封河过程的影响 河道水力条件是影响河冰输移、堆积的关键因素之一。由冰力学理
１ ２
论分析可知冰盖前缘表面冰主要受水流的拖曳力 Ｃρ ＡＶ、重力 ρ ｉ （１ － ｅ）ｇＡｔｓｉｎ θ 、浮力 ρ （１ － ｅ）ｇＡｔ′ｓｉｎ θ
ｌ
ｉ
ｉ
ｕ
２
２
等三个力作用。其中，Ｃ为系数；Ａ为冰块表面积，ｍ ；ｔ′为水浸冰厚，ｍ；ｅ为空隙率；Ｖ为冰盖
ｌ ｉ ｕ
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