由于特有的气温及河道条件,冬季黄河内蒙古河段冰情严重、凌灾频发,尤以托克托县河段最为严重。而就冰情影响因素而言,热力、动力、河道地形及人为影响四大因素占主导地位。因此为深入开展冰情影响因素研究,本文以黄河干流头道拐至万家寨水库坝址河段为研究对象,基于实测的水位、流量、河道地形资料,结合野外原型观测成果,运用HEC-RAS软件构建研究河段水动力模型,探究各典型时期水动力参数的时间空间演变分布特性。此外,遵循最优估计与反演的思想,运用卡尔曼滤波、BP神经网络,构建糙率优化、反演模型,改进参数率定方法,从而提高水动力模型的精确性,使计算成果更加可靠。最后,还针对水动力模拟的误差进行了分析。主要研究成果如下:(1)HEC-RAS软件可以很好的满足水动力模拟计算的需求,模拟最大相对误差小于13%。(2)通过分析模拟水位的时空分布特性,结合流量特征,表明河段各典型时期上下游水位差与流量呈正相关关系。(3)曹家湾河段在冰期易卡冰结坝,诱发冰凌灾害的主要原因为:该河段过水断面相对较小且水流经过此处流速明显降低。(4)运用数值模拟手段优化、反演糙率可以有效的减小水动力模拟计算的误差。其中以反演方法效果最为明显,水动力模拟的最大相对误差为10%左右。(5)误差分析表明:研究时段内冰期的累积相对误差总体较大,其中2月、3月最为明显;而汛期8月累积误差最小。研究表明,运用HEC-RAS软件开展水动力数值模拟研究切实可行,并且成功应用优化、反演手段提高了模型的精度。研究成果为黄河内蒙段的防凌减灾工作提供了科学依据与理论支持。在今后的研究中。需要综合考虑多种因素,进一步完善数学模型,使研究成果更具代表性。