Page 130 - 2022年第53卷第10期

断面的水位增值作为参考。

图 １１ 双墩下平衡水位增值对比

由图 １１可知，在相同墩形、墩径、初始水深、流速以及冰流量条件下，随着墩心距减小，平衡
水位增值也随之减小。

５ 结论

基于水槽试验，通过变化水深、流速、墩径、墩形、墩心距和冰流量，开展了双桥墩条件下冰塞
发展能否通过桥墩所在断面的临界条件的试验研究，根据试验现象及数据分析，所得结论如下：
（１）试验范围内，冰塞能否发展通过桥墩所在断面存在临界 Ｆｒ，其值受水深、墩心距、墩径、墩
形和冰、水流量等因素控制；在试验数据的基础上，结合量纲分析，回归得出关于临界 Ｆｒ的经验判
据公式（式（３）），研究表明：随着墩心距减小或冰水流量比、墩径增大，冰塞发展通过桥墩所在断面
的难度增大，方形墩相较于圆柱形墩难度更大。
（２）双桥墩的存在对桥墩附近的水流产生了一定的影响，而且墩心距的改变使得桥墩附近水流输
冰能力也发生变化；试验范围内，随着墩心距减小，桥墩附近流速增加，桥墩输冰能力增强，初始冰
塞厚度增加，但平衡冰塞厚度减小。
（ ３）试验中，桥墩组合仅考虑了常见的几种并列组合；另外，冰块尺寸等问题尚未考虑，相关问
题的影响有待于进一步研究。

参 考 文 献：

［ １］ 孙肇初，隋觉义．江河冰塞的研究及其意义［Ｊ］．地球科学进展，１９９０（３）：５１ － ５４．
［ ２］ 杨开林．河渠冰水力学、冰情观测与预报研究进展［Ｊ］．水利学报，２０１８，４９（１）：８１ － ９１．
［ ３］ 付辉，杨开林，王涛，等．河冰水力学研究进展［Ｊ］．南水北调与水利科技，２０１０，８（１）：１４ － １８．
［ ４］ 黄文峰，李志军，贾青，等．水库冰表层形变的现场观测与分析［Ｊ］．水利学报，２０１６，４７（１２）：１５８５ － １５９２．
［ ５］ 罗红春，冀鸿兰，郜国明，等．黄 河 什 四 份 子 弯 道 冰 期 水 流 及 冰 塞 特 征 研 究 ［Ｊ］．水 利 学 报，２０２０，５１
（９）：１０８９ － １１００
［ ６］ 潘佳佳，ＨｕｎｇＴａｏＳｈｅｎ，郭新蕾，等．河流水冰沙耦合模型研究 Ⅰ：原理和方 法 ［Ｊ］．水 利 学 报，２０２１，
５２（６）：７００ － ７１１．
［ ７］ 丁法龙，茅泽育．寒区水塘冰盖生长和消融分析［Ｊ］．水利学报，２０２１，５２（３）：３４９ － ３５８．
［ ８］ 丁法龙，茅泽育．寒区水塘冰温度应力原型观测及分析［Ｊ］．工程力学，２０２１，３８（９）：２３９ － ２４５，２５６．
［ ９］ 李志军，李春江，杨宇，等．用气温和冰厚修正 黄 河 冰 内 雷 达 波 速 的 物 理 机 理 和 参 数 化 ［Ｊ］．水 利 学 报，
２０２２，５３（８）：９０２ － ９１３．
［１０］ 李春江，李志军，杨宇，等．冰上石笼自然沉排的冰热力学和力学理论及应用 ［Ｊ］．水利学报，２０２２，５３
（４）：４４５ － ４５５．
［１１］ 邓宇，王娟，李志军．河冰单轴压缩破坏过程细观数值仿真［Ｊ］．水利学报，２０１８，４９（１１）：１３３９ － １３４５．
［１２］ ＢＥＬＴＡＯＳ．ＲｉｖｅｒＩｃｅＪａｍｓ［Ｍ］．Ｃｏｌｏｒａｄｏ：ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ＬＬＣ，１９９５．

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