中文摘要：

高纬度地区河流冬季常形成冰盖、冰塞或冰坝。它们的形成会阻塞水流的过水断面、引起水位上升、淹没农田房屋，使沿岸水工建筑物和构筑物遭到破坏、使航运中断或造成水力发电损失等。冰塞等形成和弯槽密切相关，但国内外在这方面的研究较少。拟对弯槽段冰塞形成与演变的机理进行试验研究和数值模拟。试验研究主要涉及弯槽段初始卡封的水力条件、冰的性质与冰量条件、边界几何条件的试验研究；初始冰塞形成过程的挤压增厚过程的试验

结论摘要：

依据试验研究，首次提出了弯槽冰塞堆积明流区既可出现在弯顶以上，亦可出现在弯顶以下，较Urroz的研究更全面；从机理上提出了冰塞整体失稳、部分堆积和可形成堆积的临界Fr；提出了冰塞发展顺序临界Fr；解释了天然河道冰塞大头部或在冰盖前缘或在冰塞尾部的原因。分析了假定分区流速相等并等于断面平均流速的理论缺陷，立面二维数值模拟揭示了最大流速点位置下移范围有限，从而说明了假定分区流速相等虽然有错误却可在工程上应用的原因。采用多元回归分析、人工神经网络（BP）、支持向量机（SVM）方法，利用黄河河曲段天然实测资料和实验室试验资料，对冰塞水位和冰塞厚度进行了模拟预测并对比了三种方法，利用SVM方法对河流冰塞厚度进行预测是一种尝试。建立了一种新的二维水内冰输运数学模型，对比实验室弯槽段冰塞资料，数值模拟的结果较好。首次基于两相流理论，运用随机轨道模型，对水内冰粒运动轨迹进行了模拟，对初始冰盖上溯进行了仿真；运用双流体模型对弯槽段水内冰冰塞厚度进行了模拟，对比实验室数据结果较好。首次提出了二维静态平衡冰塞的力学方程，数值计算了河曲段石窑卜弯道冰塞堆积厚度分布，与原型观测资料对比较好。