- 江河冰凌数学模型研究
- 吴剑疆 赵雪峰 茅泽育
- 564字
- 2025-02-26 20:53:05
2.5 天然河道中的冰塞类型
从前文分析可知,河道中形成的冰塞类型主要取决于T∞-T0的符号,即取决于T0的大小。Pariset等人[8]曾建议:T0应该是作用于冰塞上游端的水动压力,而Uzuner和Kennedy[10]认为T0是浮冰块到达冰塞前缘的动量,这意味着忽略了水动压力。很明显,T0值与几个因素有关,不能简单地由一个公式对这些影响因素进行描述,但不管怎样,T0存在一个上限值,这一上限值即为冰塞的抗压强度Tc。对于窄河冰塞,由于T∞必然小于T0,所以必须满足令τi=ρgRiS,并假设过流断面为宽浅式断面经过代数运算后,可得
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式中 H——总水深。
对于窄河冰塞,由前文分析可知,t/H的最大可能值为1/3。使用这个值,并设μ=1.3,si=0.92,fi/2f0=1/2(相对光滑的冰塞),可得
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如令f0为0.1,B/H值为8.5。很显然,如果不考虑冻结作用,在天然河道中通常形成宽河冰塞。在实际应用中,常通过比较窄河冰塞和宽河冰塞厚度来判断河道中冰塞的类型。
在天然河道中还存在另一种类型的冰塞,即局部推压增厚冰塞[76],这种冰塞在天然河道中可以见到,但很难在实验室中进行模拟。这种冰塞由随水而来的冰泥、冰花和水内冰在冰盖前缘堆积并发生局部推压作用后使冰盖厚度增加而形成,然后冰盖前缘继续向上游推进,这个过程反复地进行使冰塞向上游发展。这种冰塞的特点是发生在前缘的局部,而不是沿整个河宽方向发生,其发展方式很大程度上取决于冰花的黏结性能。