《水庫水溫冰情的二維嵌套模型研究》是依託四川大學，由脫友才擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水庫水溫冰情的二維嵌套模型研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：脫友才
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
水庫冰情對庫區生態環境和水工建築物安全有著重要的影響，而動力-熱力學共同影響下的庫區水溫冰情機理過程較為複雜，給數值模擬工作帶來較大難度。本項目通過室內試驗、原型觀測與數值模擬相結合的技術路線，建立水庫立面二維水溫與平面二維冰情的T型嵌套數學模型。通過室內開展強制對流換熱試驗，建立適用水庫低流速條件下的冰水熱交換的計算方法。通過連續監測水庫不同水域的冰情、水溫過程，掌握寒區水庫縱、橫向水溫分布及冰情平面發展規律。在立面二維的水溫模型基礎上，耦合平面二維冰情模型，引入水內冰、冰力學的計算模式，以室內試驗成果率定模型參數，以原型觀測成果驗證模型，建立寒冷地區水庫水溫冰情的二維嵌套計算模型。本成果對水庫冰情預報理論的發展具有重要的學術意義，也為水庫設計運行與管理、生態環境保護提供重要的技術支撐。
結題摘要
隨著國家水資源開發格局的變化，高寒地區冰凌研究逐漸引起重視。本項目主要採用室內試驗和數學模型相結合的方法開展了寒區水庫熱力-動力學演變規律方面的研究，主要體現在：（1）基於動水冰蓋消融的強制對流實驗，建立了低流速條件下0.008m/s~0.11m/s的冰水熱交換係數計算模式；（2）引入了遙感衛片識別冰情方法，以豐滿水庫為例，揭示了熱力型大型水庫冬季不同水域結冰和解凍規律；（3）對萬家寨水庫庫區和庫尾冰凌過程進行了現場觀測，獲取了河道型動力型水庫的冰凌演變規律；（4）針對不同類型水庫熱力和動力特性，分別研發了水庫立面二維冰水熱力學和平面二維冰水熱力-動力學數學模型，能夠模擬不同類型水庫的冰水熱力-動力過程，並採用豐滿、萬家寨實測資料對模型進行了驗證。課題研究成果不僅有助於豐富我國寒冷地區水庫冰情熱力和動力學理論，而且對寒冷地區水資源利用與調配、工程設計與運行管理以及凌害防治方面可提供重要的技術支撐。
