冰凌问题是一个世界性的问题,其出现于世界上很多国家。在冰情问题上我国是较为严重的国家之一。每年的冬季,约有3/4国土面积的河流、湖泊存在不同程度的冰情。由于河冰的出现,使河流的水力条件、热力条件和几何边界条件等发生了改变。内蒙河段堤防工程标准低、质量差,防御能力不足,存在大量安全隐患。黄河内蒙段凌汛现象显著,堤防存在被冲决的可能,易造成较为严重的凌汛灾害。本文是对闸孔出流条件下水流挟冰能力进行了研究。通过物理模型试验研究了闸前冰块堆积形成冰盖后其下方的水流特性,并采用RNG k-ε湍流模型和VOF两相流模型模拟了冰盖下方水流过程,研究了流场结构,进而对水流挟冰能力做了研究。主要研究内容如下：(1)通过模型比尺原理,采用与冰密度近似的石蜡块作为模型,制定不同的实验方案对闸孔出流条件下冰的运移、水流挟冰能力进行深入研究。(2)通过物理模型试验,量测了不同工况下上游水深H、上游行进流速V、闸前冰块堆积形态。(3)以物理模型为依据建立二维数学模型,采用数值模拟方法对冰块堆积段其下方的流场进行了模拟研究,对物理模型试验未能得到的一些成果进行补充研究。主要结论如下：(1)分析闸上游有冰与无冰时水深的变化情况,当闸门开度一定,上游水深随着流量的增加而增大,而当流量也一定时,有冰块存在的情况下,上游水深较无冰块时增加。(2)通过试验量测和分析的数值建立了Fr、Fb与闸门相对开度e/H之间的关系,并得出相应的关系式。(3)针对不同闸门开度,存在无冰块通过闸门和有冰块通过闸门两种情况,对两种情况下冰块堆积形态进行分析,研究发现不同情况下冰堆积的长度和厚度都有差异。(4)得出每个闸门开度下对应的冰块过闸的临界流速及相对应的佛汝德数。(5)采用VOF两相流模型对流场的自由表面进行跟踪计算,得到了不同时刻的相体积分布,与实际流场分布较一致。采用RNG k-ε湍流模型对不同试验工况时的流场进行了数值模拟,得出了冰块堆积段下方水流的速度场分布。本研究以黄河内蒙段实际资料为理论基础,采用模型试验、数值模拟和理论分析相结合的方法,得出具有一定实际意义的结论,对实际工程中凌汛灾害的防治有一定的参考价值。