Page 106 - 2023年第54卷第4期

图 １５ 不同流量下流凌密集度分布图

４．２ 流凌密集度对封河过程的影响 不同的流凌密集度对河道卡冰位置及封河形态也有一定的影响，
本文以 ２０２０年封河时的流量和下游水位为水力边界条件，分别模拟了上游流凌密集度为 ０．２、０．３、０．４
和 ０．５时河冰的输移及堆积情况（如图 １６所示）。从图 １６河冰单元运动堆积轨迹可以看出，当流凌密
集度为 ０．２时（见图 １６（ａ）），在弯道凹岸处及河道两侧有少部分冰单元堆积形成冲积岸冰外，整个河
道无卡冰现象。当流凌密集度进一步增大，什四份子弯道上游凹岸岸冰堆积进一步发展，导致河面束
窄，输冰能力减弱（见图 １６（ｂ））。当流凌密集度为 ０．４时，在什四份子弯道断面束窄处形成初始卡冰，
一部分冰单元在卡冰位置处堆积，形成冰盖后向上游发展；另一部分冰单元下潜并继续向下游输移。
当弯道卡冰并形成冰盖后，弯道上游水位抬升，流速减小，冰单元流速也随之减小；弯道下游因上游
卡冰而导致流量减小，水位降低，弯道处上下游水面比降增大，流速增加，当岸边水流流速大于冲积
岸冰形成的临界流速 ０．４ｍ?ｓ时 ［２９ － ３０］ ，冰单元无法在岸边堆积形成冲积岸冰，故在高流凌密集度时，
卡冰位置下游岸冰范围明显小于低流凌密集度的岸冰范围。同时，随着流凌密集度的增大，什四份子
弯道下游的冰单元数目也随之增加，当流凌密集度大于 ０．４时，输移至官牛犋弯道处的冰单元再次发
生堆积，形成卡冰（见图 １６（ｃ）（ｄ））。
４．３ 河道形态对封河过程的影响 封河过程不仅受水力条件及流凌密集度的影响，河道形态（包括弯
曲率系数、断面束窄度及河床形 态等）也是 影 响封河 过程 的 主要 因素。图 １７（ａ）给出 了头 道 拐河段
２０２１年 １月 １５日稳封时冰厚分布，从图中可以看出，什四份子弯道和官牛犋弯道冰厚均大于流凌厚
度 ０．２ｍ，说明受弯道地形的影响，使该两处形成堆冰。什四份子弯道与官牛犋弯道之间、官牛犋弯
道以下河段冰厚均≤０．２ｍ，说明该区间河道处于流凌状态。图 １７（ｂ）给定了深泓线处冰面线、水面线
及冰底线变化，从图中可以看出，什四份子弯道处冰厚明显大于官牛犋弯道处冰厚，主要因为一方面
什四份子弯道弯曲率系数为 ３．１５，显著大于官牛犋弯道弯曲率系数 １．１８；另一方面什四份子弯道处河

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