河冰是陆地冰冻圈的重要组成要素，在生消演变过程中影响水流运动规律，受冰凌影响河流流态可分为明流、完全冰封和部分冰封。为探究冰盖下水流的紊动特性，采用声学多普勒三维测速仪测量3种流态的恒定均匀流场，对比分析纵向时均流速、雷诺应力和紊动强度的分布规律。结果表明：完全冰封流纵向时均流速垂向上呈不对称“■”型分布，雷诺应力在垂向上线性分布，紊动强度在基于双层假定划分的冰盖层和床面层均符合指数分布律；部分冰封流纵向时均流速垂向分布兼具明流和完全冰封流的特性，存在横向动量交换，导致冰盖区、明流区和过渡区的雷诺应力和紊动强度在水深方向上也存在明显的差异。试验结果可为冰凌灾害防治和供水安全保障提供理论指导。

河冰是陆地冰冻圈的重要组成要素，在生消演变过程中影响水流运动规律，受冰凌影响河流流态可分为明流、完全冰封和部分冰封。为探究冰盖下水流的紊动特性，采用声学多普勒三维测速仪测量3种流态的恒定均匀流场，对比分析纵向时均流速、雷诺应力和紊动强度的分布规律。结果表明：完全冰封流纵向时均流速垂向上呈不对称“■”型分布，雷诺应力在垂向上线性分布，紊动强度在基于双层假定划分的冰盖层和床面层均符合指数分布律；部分冰封流纵向时均流速垂向分布兼具明流和完全冰封流的特性，存在横向动量交换，导致冰盖区、明流区和过渡区的雷诺应力和紊动强度在水深方向上也存在明显的差异。试验结果可为冰凌灾害防治和供水安全保障提供理论指导。

河渠中冰盖的存在显著改变断面的水流结构，采用k-ε紊流模型建立冰盖下水流垂向二维数值模型，并将其应用于封冻河道冰盖下流速分布的计算，探讨影响封冻河道断面流速分布规律的主要因素。结果表明：封冻河道的断面流速分布情况主要与床面糙率、冰盖糙率及河道的水流条件等影响因素相关，水流条件相同时，冰盖糙率和床面糙率的比值越小，最大流速点的位置越靠近相对光滑的一侧，且在流动的核心区流速分布并不遵循对数分布规律，在最大流速处流速梯度几乎为零。

河渠中冰盖的存在显著改变断面的水流结构，采用k-ε紊流模型建立冰盖下水流垂向二维数值模型，并将其应用于封冻河道冰盖下流速分布的计算，探讨影响封冻河道断面流速分布规律的主要因素。结果表明：封冻河道的断面流速分布情况主要与床面糙率、冰盖糙率及河道的水流条件等影响因素相关，水流条件相同时，冰盖糙率和床面糙率的比值越小，最大流速点的位置越靠近相对光滑的一侧，且在流动的核心区流速分布并不遵循对数分布规律，在最大流速处流速梯度几乎为零。

冰川表面运动提取在冰川动力学与物质平衡变化研究中具有重要意义。针对当前我国自主遥感卫星数据在冰川运动监测应用中存在的不足，选用GF-3卫星FSI模式下获取的2019—2020年间覆盖亚洲高山区典型冰川的SAR数据，借助并行化偏移量跟踪算法获取了研究区冰川表面流速分布。研究结果表明：优化后的偏移量跟踪算法极大地提高了运行效率；全局形变拟合估计、地形偏差校正及滤波降噪后，冰川运动分布形态更加直观，精度可达0.5m；通过与准同期Landsat-8影像提取的冰川流速对比以及对非冰川区位移残差的统计分析，验证了GF-3影像在监测不同区域冰川流速结果方面的可靠性及适用性；GF-3影像凭借其良好的空间分辨率，在规模较小、运动缓慢的冰川运动提取方面具有显著的优势，能够更好地体现冰川运动细节信息及其差异性。该研究有助于分析气候变化背景下青藏高原地区冰川的运动规律及其时空演变特征。

冰川表面运动提取在冰川动力学与物质平衡变化研究中具有重要意义。针对当前我国自主遥感卫星数据在冰川运动监测应用中存在的不足，选用GF-3卫星FSI模式下获取的2019—2020年间覆盖亚洲高山区典型冰川的SAR数据，借助并行化偏移量跟踪算法获取了研究区冰川表面流速分布。研究结果表明：优化后的偏移量跟踪算法极大地提高了运行效率；全局形变拟合估计、地形偏差校正及滤波降噪后，冰川运动分布形态更加直观，精度可达0.5m；通过与准同期Landsat-8影像提取的冰川流速对比以及对非冰川区位移残差的统计分析，验证了GF-3影像在监测不同区域冰川流速结果方面的可靠性及适用性；GF-3影像凭借其良好的空间分辨率，在规模较小、运动缓慢的冰川运动提取方面具有显著的优势，能够更好地体现冰川运动细节信息及其差异性。该研究有助于分析气候变化背景下青藏高原地区冰川的运动规律及其时空演变特征。

开展冰盖下典型复式断面河道水深平均流速的横向分布规律研究,对于凌汛防治具有重要意义。本文在SKM法的基础上,结合双层假设理论,并将二次流项并入雷诺切应力项,建立了考虑河床摩擦、冰盖阻力、横向剪切湍流和二次流影响的准二维数学模型。与相应的物理模型实验结果对比发现,所提出的准二维数学模型能够合理预测复式断面河道各断面的水深平均流速横向分布及河道过流量。本文提出的数学模型,无需通过计算机编程联立求解复杂方程组,即可获得水深平均流速的横向分布特征,对研究具有复式断面的覆冰河道的水流特征具有一定的指导意义。

开展冰盖下典型复式断面河道水深平均流速的横向分布规律研究,对于凌汛防治具有重要意义。本文在SKM法的基础上,结合双层假设理论,并将二次流项并入雷诺切应力项,建立了考虑河床摩擦、冰盖阻力、横向剪切湍流和二次流影响的准二维数学模型。与相应的物理模型实验结果对比发现,所提出的准二维数学模型能够合理预测复式断面河道各断面的水深平均流速横向分布及河道过流量。本文提出的数学模型,无需通过计算机编程联立求解复杂方程组,即可获得水深平均流速的横向分布特征,对研究具有复式断面的覆冰河道的水流特征具有一定的指导意义。

北方河流冰期测流需要在冰盖上沿断面打孔,再测量各孔垂线流速分布,最后通过流速积分得到冰盖下的总流量。这种传统的冰期测流是一项耗时耗力且高风险的工作,限制了冰期流量流速资料的采集。本文基于流管元法和爱因斯坦的断面分区方法,提出一种基于理论公式的冰期测流方法。该方法被用于实验条件下复式断面的流速分布和黄河不同断面的流量计算。结果显示新方法获得的断面流量、单宽流量分布和水深平均的流速分布与实验值和现场观测值符合良好。基于流管元的冰期测流方法能广泛用于明流、部分冰封和完全冰封河道断面的流量及流速分布测量,能有效减少冰期测流工作量、提高测量效率,进而减少测量人员安全风险,可在水文观测中推广应用。

北方河流冰期测流需要在冰盖上沿断面打孔,再测量各孔垂线流速分布,最后通过流速积分得到冰盖下的总流量。这种传统的冰期测流是一项耗时耗力且高风险的工作,限制了冰期流量流速资料的采集。本文基于流管元法和爱因斯坦的断面分区方法,提出一种基于理论公式的冰期测流方法。该方法被用于实验条件下复式断面的流速分布和黄河不同断面的流量计算。结果显示新方法获得的断面流量、单宽流量分布和水深平均的流速分布与实验值和现场观测值符合良好。基于流管元的冰期测流方法能广泛用于明流、部分冰封和完全冰封河道断面的流量及流速分布测量,能有效减少冰期测流工作量、提高测量效率,进而减少测量人员安全风险,可在水文观测中推广应用。