南水北调中线工程自2014年12月全线通水以来已运行10个冬季，2020—2021年度冬季为冰情第二严重的冬季，具有较大的研究价值。沿线冬季气温、输水流量和水温是输水渠道冰凌生成的两大关键驱动因子，流量越小、气温越低越易生成冰凌。该冬季沿线闸站输水流量约占其渠段设计流量的40%～52%,并总体保持稳定，其中，陶岔闸输水流量175 m3/s,岗头闸输水流量51 m3/s,北拒马河闸输水流量26 m3/s。该冬季气候具有前期偏冷、后期回暖早的特点，尤其2021年1月6—8日出现历史罕见强寒潮过程，保定站最低气温达-22.0℃,3 d滑动气温为-10.2℃,沿线多个气象站接近建站以来的最低值，导致流冰和冰盖等冰情发生。岗头隧洞至北拒马河暗渠为封冻冰盖渠段，呈非连续冰盖分布，冰盖累计长38 km,最大冰厚16.0 cm,封冻历时10 d。该冬季冰盖具有生成发展速度快，开河时间早，持续时间短的特征。
冰盖糙率是确定渠道冰期输水水位和流量关系的基础参数，一直是明渠冰工程研究的重点之一。鉴于当前大型混凝土渠道冰盖糙率研究成果相当匮乏，以南水北调中线总干渠石家庄以北唯一无输水建筑物的唐河节制闸—放水河节制闸渠段为研究区域，依据全线通水以来唯一生成全渠段封冻冰盖的2016年1—2月逐日水位和流量实测数据，采用伯努利能量方程和谢才-曼宁公式推求渠道糙率，定性定量分析封冻前后渠道糙率变化特征。结果表明：（1）研究渠段畅流期渠道糙率nb为0.016 7,封冻期冰盖综合糙率nc为0.014 6,冰盖下表面糙率ni为0.011 8。（2）由于水力磨蚀作用，封冻期冰盖糙率随时间呈波动减小的趋势。（3）渠道一旦生成封冻冰盖，输水能力大幅降低，仅占渠道设计流量的66.7%。该研究给出了大型混凝土渠道封冻冰盖糙率和输水能力降低的确切数值，以期为冰期输水调度和类似工程设计提供科学依据。
输水工程途经北方寒冷地区时，普遍存在着不同程度的河冰现象。河流和渠道封冻后，冰盖的形成会造成过水断面湿周增加、阻力增大、过流能力减小，因此部分北方河流和渠道输水工程的冰期输水能力是工程运行管理中重点关注的内容。为探索研究南水北调东线二期工程黄河以北段的冰期输水能力，文章分析总结了工程冰期输水能力的控制指标，采用MIKE11模型对研究范围内各段输水渠道流冰期和稳封期的输水效率进行数值模拟，并在此基础上提出了提高工程冰期输水效率的措施和建议，研究成果对南水北调东线二期工程黄河以北段渠道的冰期输水安全、调度运行管理具有一定的参考价值。
南水北调中线工程自2014年12月全线通水以来已运行8个冬季，为防止冰塞冬季输水流量控制为设计流量的30%～50%,严重制约了工程输水效益的发挥。因此，渠道水温和冰盖特性一直是冬季输水关注的重点问题之一。实测数据表明：（1）冬季输水流量总体逐年增大，最末段保持相对稳定，岗头闸流量约为50 m3/s,北拒马河闸约为25 m3/s;（2）冬季气温总体以暖冬居多。保定站最低气温-22.0℃,3日滑动气温极值-10.7℃,短期强寒潮可能是今后冰盖生成的关键驱动因子；（3）冬季水温沿程逐渐降低，渠首陶岔闸最低水温6.7℃,渠末北拒马河闸多数年份降至0℃附近。北拒马河闸水温最大降幅10日内由3.5℃降至0℃,期间渠段水温降幅亦达到极大值1.69℃/100 km。（4）2016年冬季冰盖最长达280 km（最南端延伸至午河闸）,次之为2015年冬季的73 km和2021年冬季的38 km,有两个冬季未生成冰盖。岗头闸-北拒马河闸近90 km是冰盖多发渠段，应引起关注。基于冰盖生成前实测数据，以初始水温和区间气温为输水条件，拟合给出了2 d、3 d和7 d等...
北方地区冬季明渠输水易受冰冻灾害影响,研究北拒马河节制闸2020年～2021年冰期输水期间的水力调度参数与气象条件、基本冰情、冰情危害,提出应对措施,对提高中线冬季向北京供水保障率具有重要意义和价值。
为保障输水运行安全，南水北调中线安阳河以北段针对冰期通常采取高水位、小流量、低流速的输水模式，导致下游供水量较正常输水期大幅度减少，既影响工程效益发挥，也使得冬季水量供需矛盾日益凸显。基于历史观测数据和冰情发展规律，在2021—2022年度冰期输水期间，中线工程首次采用动态调度、优化控制的方式，预测研判气温、水温、冰情发展，采取相宜的调度模式，科学增加输水的时间和范围，在安全平稳完成冰期输水任务的同时，冬季3个月安阳河以下实际供水量较同期计划增加3.38亿m3，动态调度实效显著。
南水北调中线应急供水工程渠道季节性冻土冻胀灾害,在河北省境内分布普遍且问题突出。其中第S1～S12标段渠道地基岩性主要为壤土、砂壤土、粉细砂,均须考虑冻胀问题。渠道设计时针对不同的地基岩性虽然采取了不同的防治冻胀的措施,但仍有部分渠道衬砌出现了不同程度的冻胀破坏。通过对工程中的季节性冻土发生冻胀破坏的部位进行统计、分析和研究,阐明了不同冻胀破坏发生的原因和机理,从预防和优化防冻设计角度提出了防冻胀的方法和地基处理措施。
调水区多年冻土划分为３个区，冻土面积为１１×１０４ｋｍ２左右，约占全区面积的７２．４％。受全球气候变化及人类经济活动的影响，区内多年冻土处于退化状态。在全球气候持续变暖的情况下，未来５０ａ内，目前厚度小于１０ｍ的多年冻土和岛状多年冻土将消融殆尽，多年冻土面积将减少约１５％，冻土下界上升１５０～２００ｍ；气候变暖，使得季节性冻土层变薄，某些地段的多年冻土消失或变为深埋藏多年冻土等，则可降低工程造价，有利于施工和运营
南水北调中线工程总干渠河北省段地处浅层季节冻土区,渠道衬砌与建筑物的防冰冻害是必须解决的关键问题之一。通过总干渠防冰冻研究,得出了冻深、冻胀、保温层厚度的计算方法和冰期输水初步研究成果,对浅层季节冻土区水利工程具有借鉴意义。
冻土的存在 ,不仅会对建于该区的建筑物造成危害 ,而且还可能引起塌滑、泥 (石 )流、地面融陷等不良地质现象。本文从分析影响冻土发育的因素入手 ,分析了调水区的冻土类型和分布规律 ,以及冻土的构造及工程地质特征 ,最后简单地预测了冻土的演化趋势
