黄河内蒙古段封河期水面-大气非线性热力学模型探究

作者：赵水霞; 陈晓俊; 王文君^*; 周泉成; 尹航; 李玮

来源：水资源与水工程学报, 2021, 32(03): 130-136.

• 河冰
• 非线性热力学模型
• 影响因素
• 封河期
• 黄河内蒙古段

封河期水面-大气界面热量交换决定了河道内水温变化,是影响河流冰情及冰凌堵塞的主要热力因素。以黄河内蒙古段冰期水面-大气净太阳辐射、有效长波辐射、蒸发及热传导辐射特征为基础,探讨分析现存非线性热力学模型的差异及其影响因素。结果表明:基于Shen&Chiang和Ashton非线性热力学模型的黄河内蒙古段封河期水面-大气平均热交换量分别为124.05和114.31 W/(m2·h),受太阳短波辐射昼夜交替变化及内蒙古高纬度地区昼夜温差较大的影响,日均热量损失规律性明显,水体表面吸收的热量在11:00-15:00时段内大于其释放的热量,其他时段则相反;气象因子对总热量损失的贡献率呈现气温(Ta)>相对湿度(RH)>露点温度(Td)>风速(Va)>大气压(P),蒸发辐射对风速的响应大于热传导辐射,但风速对总热量损失的影响效应并不显著;风速突增与气温骤降的双重作用是导致热量传输速度加快和极值出现的主要原因,风速大于4 m/s时模型结果差异性显著,揭示了模型在冰期热力学过程研究中的区别和影响因素;总体而言,Ashton热力学模型更适用于黄河内蒙古段封河期流凌密度及冰情特征的研究。

• 单位
  水利部牧区水利科学研究所