水库冰情与水工结构

本书阐述了水利水电工程设计、建设和运行中的冰问题及相应的解决方案，包括水库结冰期、封冻期和解冻期的水温和冰情，水电站下游的水温和冰情及其上下游的热力关系，抽水蓄能电站、潮汐发电站蓄水池的水温和冰情，不同类型水工建筑物的冰荷载影响及计算，以及引水设施中冰问题的应对措施。

第1章水库水温的变化1
1.1水库水温计算方法1
1.2表层水体冷却计算8
1.3冰盖下的水流13
1.4结冰时的表层水温判断16
1.5春季太阳辐射对冰下水温的影响17
1.6蓄水期水温22
1.6.1混合模式22
1.6.2蓄放水阶段的水温计算24
1.6.3灌注模式25
第2章解冻期与封冻期的热交换29
2.1解冻期29
2.1.1融冰强度及热交换问题的影响因素与计算方法29
2.1.2自由和强迫对流条件下冰的融化速度33
2.1.3碎冰间孔隙渗流的热交换38
2.1.4融冰期实验数据的工程应用41
2.1.5含盐溶液冰表面的温度及融解45
2.2封冻期49
2.2.1冰增长及边界过冷却49
2.2.2水库冰盖增长51
2.2.3结构物冰冻54
2.2.4水位变化及其他参数对结构物冰冻的影响59
第3章水电站下游水温和冰情62
3.1明流段水-冰热力过程62
3.2电站下泄温水对下游水-冰热力过程的影响68
3.3强降雪条件下电站下游的水-冰热力过程73
3.4河口电站下游的水-冰热力过程78
3.5人工喷雪对水库下游冰情的调节82
3.6溢洪道水内冰及水温变化的计算方法88
3.6.1任务提出88
3.6.2冬季溢洪道水温变化和冰花流量的计算方法88
第4章水库上下游的热力关系及冬季水库分层取水评估94
4.1水库上下游的热力关系94
4.2出库水温计算97
4.3水库分层取水99
4.3.1分层取水口分类99
4.3.2分层取水调度100
4.4水库水温垂向分布结构设计条件下的水位变化速度102
第5章抽水蓄能电站蓄水池的水温和冰情104
5.1蓄水池水温的变化特征104
5.2蓄水池暂停工作时的水温变化105
5.3蓄水池蓄水时的水温变化105
5.4蓄水池水面及边坡冰的增长106
5.5抽水蓄能电站管道的热量和冰情状况110
5.5.1抽水蓄能电站停运周期111
5.5.2管道壁上的结冰过程113
5.5.3抽水蓄能电站工作周期114
第6章潮汐发电站蓄水池的热力和冰情116
6.1潮汐发电站的冰情116
6.1.1内港116
6.1.2蓄水海域118
6.2.图古尔和梅津潮汐发电站蓄水池的热力和冰情预测118
第7章水库气候变化及对冰情的影响123
7.1水库建成后的气候变化预测方法123
7.2气候参数变化的计算方法124
7.3水库上下游水-冰热力状况的预测方法126
7.3.1水库表面温度计算126
7.3.2冰盖表面温度计算127
7.3.3水电站下游河道水面温度计算129
7.4水-冰热力状况预测的修正及长期气候变化130
7.5库区气候变化计算结果的检验131
第8章冰在流量调节时对水体矿化的影响136
8.1水电站上下游水质控制设计和管理中水力及冰情参数的选择136
8.2水化性质的调控139
8.3水污染的局部调节141
8.4水流中离子总含量沿程变化的数学模型和计算141
8.5增加水中冰含量的方法146
第9章冰坝与冰塞及其防治措施148
9.1冰坝与冰塞形成的机理及分类148
9.2冰坝与冰塞引起的冰凌洪水预测及凌害控制152
第10章水工建筑物的冰载荷与冰盖的强度和承载能力154
10.1概要154
10.2计算冰载荷的初始数据设置155
10.3冰载荷计算方法的特点157
10.4考虑剪应力的冰弯曲强度确定161
10.5冰堆固结部分厚度的计算163
10.6冰路166
10.7冰盖热膨胀时的静压力171
10.8水工闸门的冰静压力174
第11章冰结构物的建造和维护183
11.1冰结构物的设计特点和主要类型183
11.2冰结构物建造的自然条件评估185
11.3冰结构物的建造技术186
11.4冰块的保存198
11.5周边冰对冰结构物的影响202
第12章冰情难题的解决方法208
12.1引水口水内冰的防治208
12.2冰区航行船只引水设施208
12.3河道工业用水和饮用水引水建筑物210
12.4河道取水口油污和水内冰防治216
12.5水下建筑物锚冰的形成原理220
12.6水工建筑物的加热系统223
12.7水工建筑物的过冰能力226
结语230
参考文献(影印)231
附录247