对于有凌汛灾害的河流,即使在小流量的情况下,也可能形成漫滩水流,特别是一旦河道中形成冰塞、冰坝,将同时堵塞主槽和漫滩,急剧缩小过水断面面积,导致漫坝事故。因此明确不同冰情条件下的复式断面河流过流能力和水力特性,不仅具有重要的理论意义,而且还有广泛的实际应用价值。本文基于ADV和PIV测速技术,针对冰盖下复式断面渠道的流速分布和检测方法的理论及应用,开展了以下的研究工作:(1)采用PIV和ADV测量了冰盖下复式断面渠道的流速分布,从横向和纵向流速出发分析了冰盖下复式断面流速的分布特性,并对流速测量中出现的问题和误差进行了分析。(2)设计了3种漫滩水位工况和有冰盖和敞流共6种工况进行对比试验。对几种工况的阻力系数对比分析。给出了利用谢才公式的实验平台糙率的率定方法。(3)根据冰盖下水流流动的基本假设和NS基本方程,以杨开林的准二维模型为基础,推导出冰盖下复式断面恒定非均匀流的水深平均流速的横向分布的准二维模型和不必联立求解复杂方程组的冰盖和床面切应力计算公式,给出过流能力的快速计算方法,找到冰盖下复式断面河渠流平均流速的横向分布规律,然后通过模型实验验证了冰盖下复式断面漫滩水流沿水深的平均流速的横向分布准二维模型的合理性。(4)根据刘沛清和普朗克特征长度假设推导了动能损失的表达式和冰盖下复式断面渠道的横向动能校正系数和动能损失率的计算式。分析了动量横向运输表观切应力产生的原因。(5)浅析了冰盖下复式断面渠道的流速分布规律。分析了冰盖下流速分布公式的参数敏感性及取值。