黄河（内蒙古段）凌汛灾害是我国冬春季节大江大河中最突出、最重大的自然灾害,防凌减灾也成为推动黄河高质量发展的刚需。急弯河段是当前凌汛险情频发的主要区域,受冰盖与冰塞影响,弯道水沙输移特征出现了极大地改变,进而引起不同于明流时的河床演变,而冬季河冰运动对水沙输运及河床演变的影响却常常被忽略。凌汛期河流弯道涉及冰凌生消、水位升降、河床冲淤和岸滩侵蚀等多种复合过程,存在复杂的冰水沙相互作用,是河冰领域的研究前沿和难点。聚焦前沿问题,本文基于野外试验数据,依托河冰动力学、水力学、泥沙运动力学、河流动力学等学科基础,融合静态冰塞理论、分形理论、象限分析、量纲分析、最小能耗率原理等多种理论方法,开展了黄河什四份子弯道冰水沙运动及输移特征研究,进一步揭示了冰水沙耦合作用下的弯道河床演变机理。通过本研究,可为寒区河流河道整治及防凌减灾提供一定的科学依据。主要研究结果如下:（1）厘清了弯道河冰输移规律及冰塞形成机理。什四份子弯道上宽下窄的河道形态容易形成卡冰现象,封冻初期,两岸形成平滑岸冰逐渐发展成为冰桥加速了河道封冻;弯顶卡冰封河与下游较大的水流流速促进了清沟的形成;受弯道离心力作用,冰凌向凹岸侧集中,不断挤压增厚形成紧冰作用,且有明显的堆冰现象。稳封期,弯道凹岸侧冰厚范围在50～90cm左右,比凸岸侧约厚10～30cm;清沟两侧冰厚分布一致,平均约50cm,离清沟越近冰厚越小。受弯顶上游的回流区及河势等因素影响,水流动力不足以带走滞留的冰花,输冰能力降低,冰趾形成于弯内并逐渐向上游发展,冰塞整体堆积于凹岸主槽。（2）给出了较简易的冰下水流流速公式的推导方法,判明了弯道冰下水流分布及输移特征。冰下水流流速垂线分布具有分形特征,基于分形理论能推出并拓展冰下水流流速的若干理论公式;根据实测数据结果,冰下水流流速垂线分布基本服从双对数分布或双幂律分布规律,但水流核心区流速并不服从对数分布。受凹岸主槽冰塞及回流影响,主流线摆动;纵向,水流流速沿程呈减小趋势,在弯顶附近逐渐恢复;横向,主流受冰塞压迫并逐渐趋于凸岸,弯道主流易位,清沟随即向凸岸偏移。受冰盖产生的附加固壁影响,水流紊动强度与湍动能沿水深近似呈“S”形分布,雷诺应力整体无明显规律,但三者均在近底处变幅较大,表明近底水流运动活跃。此外,因冰下水流存在逆流速梯度,水流流态结构改变,上层水体流态主要以外向交互与内向交互流态为主,下层水体则以喷射及下扫流态为主。（3）区分了有无冰情时的弯道泥沙输移特征,推导了适用性强且精度较高的冰下泥沙起动流速公式。畅流期含沙量明显高于稳封期,但悬沙中值粒径d50小于稳封期,床沙粒径大小相近。含沙量、悬沙中值粒径大小均与流速成正比,畅流期一般在弯顶附近达到最大,稳封期则变至冰塞河段,挟沙力亦然;垂向上,两时期的含沙量/悬沙粒径均呈现上稀下浓/上细下粗的分布规律,但稳封期含沙量/悬沙粒径垂线分布更为均匀。泥沙物理属性的改变影响了其动力过程,基于Einstein假定推导的冰下泥沙起动流速公式,结果表明,冰下泥沙起动流速受冰盖与河床的糙率比影响,冰盖糙率越大,泥沙起动流速越低,其大小分布为:明流最大、冰盖流次之、冰塞最小,表明冰塞河段最容易冲刷。（4）明确了凌汛期河床演变的基本特征与影响因素,揭示了凌汛期弯道河床的演变机理。冰盖的存在改变了河道流场分布,导致输沙不平衡,进而引起河床演变,凌汛期河床演变是冰水沙耦合作用的结果,其中,冰塞对河床冲淤变化的影响更明显。受冰塞影响,河道主流被逼向非冰塞区,并在非冰塞区出现冲刷,整个凌汛期,河床对冰塞的响应表现出“冰塞增大,河床冲刷;冰塞减小,河床淤积”的特点。弯道河床调整过程遵循最小能耗率原理,相比于畅流期,同条件下,稳封期河道仅有约50%的能量用于输沙及造床,可用总能量减少;冰塞引起上游水位壅高、上下游水位差增大,弯道纵向能耗增加,因此,横向能耗减小,弯道环流作用减小,弯道横比降降低,横向输沙减弱,最终,弯道呈“凸冲凹淤”的发展规律。凌汛期弯道河床冲淤变幅明显,在季节性河流的河床演变中不可忽略,掌握凌汛期河床演变过程对黄河防凌具有重要意义。