为破解高纬度地区长距离渠道冬季冰盖下输水能力不足的问题，以一个梯形断面尺寸一定的渠道模型为例，利用数值模拟方法，分析气温、入渠水温、输水流量等热力和水力因子对冬季渠道水温沿程衰减的影响规律，并采用多元拟合的方法提出适合该断面尺寸渠道的不冻长度公式。分析两种离线水库补水模式对渠道水体的温控效果及补水流量、气温、补水水温对补水间距的影响，并将不冻长度公式用于补水间距的计算。研究表明：在接近冰点的渠道断面，通过外调水入渠，能够延长渠道不冻长度，可在一定输水距离范围内避免渠道结冰，从而解决长距离输水渠道冰期输水能力不足的问题。研究成果对长距离输水渠道冰害防治和冰期输水能力提升具有一定参考价值。
为破解高纬度地区长距离渠道冬季冰盖下输水能力不足的问题，以一个梯形断面尺寸一定的渠道模型为例，利用数值模拟方法，分析气温、入渠水温、输水流量等热力和水力因子对冬季渠道水温沿程衰减的影响规律，并采用多元拟合的方法提出适合该断面尺寸渠道的不冻长度公式。分析两种离线水库补水模式对渠道水体的温控效果及补水流量、气温、补水水温对补水间距的影响，并将不冻长度公式用于补水间距的计算。研究表明：在接近冰点的渠道断面，通过外调水入渠，能够延长渠道不冻长度，可在一定输水距离范围内避免渠道结冰，从而解决长距离输水渠道冰期输水能力不足的问题。研究成果对长距离输水渠道冰害防治和冰期输水能力提升具有一定参考价值。
为克服现有冬季输水梯形渠道冻胀力学模型未充分考虑冻结区与水下非冻结区差异,以及未考虑土体连续性的不足,该研究根据冻土与非冻土剪切刚度的不同,冻结区采用Pasternak双参数弹性地基梁模型,而非冻结区采用Winkler模型,综合Pasternak模型考虑土体连续性及Winkler模型易于求解、所需参数少的优点,提出联合Winkler-Pasternak模型的冬季输水梯形渠道冻胀力学分析方法。以新疆玛纳斯河流域某冬季输水梯形渠道为例,计算渠坡衬砌板法向变形,并将本文模型、Winkler模型、Pasternak模型计算结果与观测值进行了对比分析,最后计算了衬砌板截面弯矩及上表面应力分布。结果表明:衬砌板法向变形可分为冻胀段、沉降段及冻胀-沉降过渡段三个部分,三种模型计算结果均能较好地反映衬砌板法向位移基本变化趋势,且本文模型计算结果与实测值更加接近,表明了模型合理性。衬砌板易开裂位置位于冻土区距离水位线10.0%～23.3%坡板长处,与工程实际相符。该研究可为寒区冬季输水梯形渠道抗冻胀设计提供科学参考与理论依据。
为克服现有冬季输水梯形渠道冻胀力学模型未充分考虑冻结区与水下非冻结区差异,以及未考虑土体连续性的不足,该研究根据冻土与非冻土剪切刚度的不同,冻结区采用Pasternak双参数弹性地基梁模型,而非冻结区采用Winkler模型,综合Pasternak模型考虑土体连续性及Winkler模型易于求解、所需参数少的优点,提出联合Winkler-Pasternak模型的冬季输水梯形渠道冻胀力学分析方法。以新疆玛纳斯河流域某冬季输水梯形渠道为例,计算渠坡衬砌板法向变形,并将本文模型、Winkler模型、Pasternak模型计算结果与观测值进行了对比分析,最后计算了衬砌板截面弯矩及上表面应力分布。结果表明:衬砌板法向变形可分为冻胀段、沉降段及冻胀-沉降过渡段三个部分,三种模型计算结果均能较好地反映衬砌板法向位移基本变化趋势,且本文模型计算结果与实测值更加接近,表明了模型合理性。衬砌板易开裂位置位于冻土区距离水位线10.0%～23.3%坡板长处,与工程实际相符。该研究可为寒区冬季输水梯形渠道抗冻胀设计提供科学参考与理论依据。
冬季输水渠道衬砌板在基土冻胀和冰压力双重作用下，在行水位及其上部易发生开裂、折断等破坏，目前还未有利用太阳能或风能等绿色能源进行渠基主动、低碳增温的防冻胀技术。为此，研发了由抛物面聚光槽、集热管、太阳追踪器、散热通道、碎石槽蓄热体与散热空气循环风机组成的渠基风光能蓄热增温系统，其散热通道采用紧贴渠坡衬砌布置和碎石槽底部布置两种形式。通过北疆某渠道工程的现场安装与温度监测，分析了该技术的增温效果与适用性。结果表明：渠基风光能蓄热增温系统可有效提升土温，削减冻深，具有良好的工程防冻胀应用效果，可为寒区渠道冬季输水以及渠道升级改造提供技术支撑。
冬季输水渠道衬砌板在基土冻胀和冰压力双重作用下，在行水位及其上部易发生开裂、折断等破坏，目前还未有利用太阳能或风能等绿色能源进行渠基主动、低碳增温的防冻胀技术。为此，研发了由抛物面聚光槽、集热管、太阳追踪器、散热通道、碎石槽蓄热体与散热空气循环风机组成的渠基风光能蓄热增温系统，其散热通道采用紧贴渠坡衬砌布置和碎石槽底部布置两种形式。通过北疆某渠道工程的现场安装与温度监测，分析了该技术的增温效果与适用性。结果表明：渠基风光能蓄热增温系统可有效提升土温，削减冻深，具有良好的工程防冻胀应用效果，可为寒区渠道冬季输水以及渠道升级改造提供技术支撑。
南水北调中线工程冬季存在复杂的冰情，影响工程正常输水。为更好地进行冰期输水调度，需要在冬季进行南水北调中线干渠的冰情预报工作。南水北调中线冰情影响因素复杂，冰情初生和转换时气温和水温的阈值是冰情预报模型中的重要判断标准。文章通过对冰情原型观测资料的收集与整理，总结了岸冰、流冰和冰盖初生时日最低气温主要分布在：-8.0～-4.0℃、-15.0～-5.0℃、-15.0～-7.0℃，日平均水温主要分布在：2.5～4.5℃、1.0～2.0℃、0.1～0.5℃，并分析了渠道边坡系数对岸冰初生的影响。
南水北调中线工程冬季存在复杂的冰情，影响工程正常输水。为更好地进行冰期输水调度，需要在冬季进行南水北调中线干渠的冰情预报工作。南水北调中线冰情影响因素复杂，冰情初生和转换时气温和水温的阈值是冰情预报模型中的重要判断标准。文章通过对冰情原型观测资料的收集与整理，总结了岸冰、流冰和冰盖初生时日最低气温主要分布在：-8.0～-4.0℃、-15.0～-5.0℃、-15.0～-7.0℃，日平均水温主要分布在：2.5～4.5℃、1.0～2.0℃、0.1～0.5℃，并分析了渠道边坡系数对岸冰初生的影响。
长距离大型渠道冬季输水最主要的风险是容易发生冰塞及泵站、闸站机电设备运行故障。本文分析胶东调水工程冰期的输水运行特性,提出工程冰期运行中加强调度运行控制的方法、设备防冻、渠道建筑物重点部位防冰塞的关键技术措施,保证冰期输水安全,对类似工程冬季运行提供借鉴。
长距离大型渠道冬季输水最主要的风险是容易发生冰塞及泵站、闸站机电设备运行故障。本文分析胶东调水工程冰期的输水运行特性,提出工程冰期运行中加强调度运行控制的方法、设备防冻、渠道建筑物重点部位防冰塞的关键技术措施,保证冰期输水安全,对类似工程冬季运行提供借鉴。