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凌汛
來源:互聯網

凌汛(Ice flood),俗稱跑冰排,是冰凌對水流產生阻力而引起的江河水位明顯上漲的水文現象。冰凌有時可以聚集成冰塞或冰壩,造成水位大幅度抬高,最終漫灘或決堤,稱為凌洪。

產生凌汛的自然條件取決于河流所處的地理位置及河道形態,河流自低緯度流向高緯度是凌汛產生的重要因素,根據凌汛的形成發展狀況,分為“流凌期”“封凍期”“開河期”。在冬季的封河期和春季的開河期都有可能發生凌汛。中國北方的黃河黑龍江省松花江,易發生凌汛。

中國30°N以北的河流冬季有不同程度的冰凌現象,對于水利、航運、交通、水力發電、供水、排水等都有不可避免的影響。

定義

凌汛,俗稱冰排,是冰凌對水流產生阻力而引起的江河水位明顯上漲的水文現象。

相關定義

冰凌有時可以聚集成冰塞或冰壩,造成水位大幅度地抬高,最終漫灘或決堤,稱為凌洪。

發現和命名

商朝易經·坤卦》中有“初六服霜堅冰至”的記載。清陳康祺郎潛紀聞》卷十:“黃河水信……冬曰凌汛,十月曰伏槽水,十一月十二月曰蹙凌水。”東漢禮記·倉月》中“孟冬之月水始冰,仲冬之月冰益壯,季冬之月冰方盛”都有記載冰情演變的過程。凌汛,俗稱冰排,英文名Ice flood。

形成原因

熱力因素

熱力環境主要包括氣溫、水溫、太陽輻射和風力等氣象因子。冰凌形成的必要條件是水溫在冰點(一般為0℃)以下,水分子間的氫鍵作用足以克服水流外力影響。水溫很大程度受氣溫影響,因此,氣溫在熱力環境中起著主導作用,也是熱力條件的集中體現。在解凍期,太陽輻射通過輻射能融化冰體表面,風力通過風化作用使其由堅硬變為酥松,加快了解凍速度。

在整個凌汛期,氣溫的極值、平均值、升降幅度及平穩程度和各氣溫狀態持續時間均對冰情現象及凌災的發展產生不同程度的影響。具體表現為:

①最高(低)氣溫、平均氣溫及持續時間決定了河道內流冰密度、冰塊體積及數量。

②封、開河期間,氣溫的降溫幅度和升溫幅度,直接影響著封、開河速度,尤其在開河期,升溫幅度越大,開河速度越快,容易形成“武開河”。

③穩定封凍期,氣溫穩定程度決定著冰期的穩定程度,若氣溫出現忽高忽低現象,則極易形成冰塞。

動力因素

動力條件主要包括流量、流速、水位和槽蓄水增量。流量是水流動力的來源,流速的大小與流量有關,影響著冰凌輸移的快慢、卡冰堵塞的速度和形式等。水位是決定是否會發生洪水蔓延的重要指標。槽蓄水增量是凌汛期上游來水量與向下游輸出水量的差值,即凈蓄水量,在開河期集中釋放形成較大動力。封江前冬季降水量決定了封江時河槽蓄水量的大小,當封江時河槽蓄水量多時,河道封江水位高,河道凍結冰面加寬,為次年春季凌汛的發生提供了水流動力條件和足夠的冰量。當開江期河道冰量充足時,大量的冰塊鋪滿河槽不斷地相互擠壓堆積,為形成冰壩創造了條件。冬春時節流域的降水量也是形成冰壩的動力條件之一。

河勢因素

河勢條件是極易誘發凌災的主要原因之一,包括河流走向、河勢坡降、斷面幾何特征、河相系數和彎曲程度等因子。河流走向是影響上下游氣溫分布特征的主要因素,決定著上下游各河段封、開河時序。河勢坡降、斷面幾何特征、河相系數和彎曲程度等指標,決定著河段過流能力和排冰能力的大小。

河道曲折多彎,分岔系數較大,易引發冰凌卡塞形成冰壩,河道邊界條件阻塞流凌的演進。河道形態可由河道彎曲系數和河道突縮寬窄比兩個參數表示。河道彎曲系數為河道實際長度與河道直線段長度之比,河道彎曲系數越大,該河道越蜿蜒曲折,河道形態對流凌的阻塞作用越大。流凌易堆積在河道彎曲處,阻塞河道過水斷面,減小流速,使冰凌逐漸累積。河道突縮寬窄比為原河道斷面寬度與縮窄后河道斷面寬度的比值,河道突縮寬窄比越大,說明河道斷面寬度變化越明顯,河道形態對流凌的阻塞作用越大當流凌行至此河段時,過流斷面突然收縮,輸冰能力急劇下降,造成冰凌大量堆積,易形成冰壩。

過程

根據凌汛的形成發展狀況,分為“流凌期”“封凍期”“開河期”。按洪水成因,冰凌洪水可分為冰塞洪水、冰壩洪水和融冰洪水三種:(1)冰塞洪水。河流封凍后,冰蓋下冰花、碎冰大量堆積,堵塞部分過水斷面,造成上游河段水位顯著壅高。當冰塞融解時,蓄水下泄形成洪水過程。(2)冰壩洪水。冰壩一般發生在開河期,大量流冰在河道內受阻,冰塊上爬下插,堆積成橫跨斷面的壩狀冰體,嚴重堵塞過水斷面,使壩的上游水位顯著壅高,當冰壩突然破壞時,原來的蓄冰和槽蓄水量迅速下泄,形成凌峰向下游演進。(3)融冰洪水。封凍河流或河段主要因熱力作用,使冰蓋逐漸融解,河槽蓄水緩慢下泄而形成的洪水。

流凌期

黃河下游河道在冬季氣溫降至攝氏零度以下、水溫到達零度,河水表面開始結冰,水內產生冰葉日中花。冰花隨水流而下逐漸凝結成冰花團或冰塊,俗稱淌凌,一般年份流凌期多在12月份。

封凍期

在河道流凌期間,隨著氣溫降低,流凌密度增大,冰凌逐漸聚積凍結,遂自下而上逐段封凍,為黃河“封凍期”,俗稱“封河期”。黃河下游據觀測資料統計,河道封凍最早在12月份,最晚在2月中旬。

開河期

春初,氣溫升至攝氏零度以上,封河冰開始融化;氣溫繼續升高,冰蓋脫邊、滑動,封冰解凍開河。據觀測資料統計,黃河下游解凍開河最早在1月上旬,最晚在3月中旬。

分布

凌汛是地處較高緯度地區河流的特有水文現象,通常發生在冬季的封河期和春季的開河期。中國的凌汛主要發生在北方的大河,如黃河、黑龍江省松花江

黃河

黃河凌汛期一般在每年11月到次年3月。呈現封河時間偏晚、冰凍日數偏多、封河水位較高、開河時間較短等四大特點。黃河河道自上而下近乎呈“幾”字形,在寧夏回族自治區內蒙古自治區河段、河南省山東省河段為低緯度流向高緯度,因而黃河凌汛多發生在寧夏、內蒙古和山東河段,主要是受氣溫、水溫、流量與河道形態等幾方面因素的綜合影響而形成的。

位置

黃河流域冬季受來自西伯利亞季風的影響,氣候干燥寒冷,降雨稀少,流量較小。冬季最低氣溫在0℃以下,所以黃河上許多河段都要結冰封河。但在氣溫、流量及河道特征等因素的綜合作用下,造成冰凌洪水災害的主要有黃河上游寧蒙河段和黃河下游河段。

這兩段河道的共同特點是:河道比降小,流速緩慢,都是從低緯度流向高緯度,河道兩端緯度寧蒙段相差5°,下游段相差3°多。冬季氣溫上暖下寒,結冰上薄下厚,封河時從下往上,開河時自上而下。在封河期,由于下端已開始封河,流速阻力加大,上端的冰水易在封河處壅水抬高,形成漫灘決口。在開河時,當上游先開河,而下游仍處于封凍狀態,上游解凍的大量冰水沿程匯集擁向下游,越積越多,即形成冰凌洪峰,有時形成冰壩,造成堤防決口。

時間

黃河下游凌汛期自12月1日起至次年的2月底。冰凌的發生、發展一般包括淌凌期、封河發展期、封河穩定期和開河期四個階段(特殊年份除外)。

頻率

自古以來,黃河發生過許多次的凌汛災害,自1620年到1949年,有記載的較大凌汛共發生過13次。在1949年以前,平均每兩年就有一次損失較大的凌災發生。1949年以后,黃河冰情開始有了更加詳實的記載,1960年和1964年的冬季,氣溫驟然下降,黃河流域發生了兩次規模較大的凌汛災害。

影響

凌汛壅水漫灘風險

冰塞冰壩降低了河槽過流能力,導致凌汛水位升高而淹沒灘地,造成灘區居民受災與農田經濟損失。

穿堤溝渠倒灌風險

黃河凌汛水位壅高,使得兩岸灌區穿堤排水溝渠,尤其是無閘控溝渠,凌汛洪水倒流回灌,淹沒灌區耕地,同時造成穿堤溝渠護坡護岸等工程凍脹破壞。

凌洪漫潰堤風險

屬于極端條件下發生的重大凌汛風險,冰塞冰壩壅水長時間偎堤淘刷,冰壩潰決或開河期凌洪流速與水位陡漲陡落等因素均可能加劇堤防漫潰決風險,從而造成重大凌災損失。

工程設施破壞風險

凌汛洪水影響下的水閘與橋墩等工程設施凍脹破壞風險、堤防滲透與邊坡滑塌風險、丁壩與人字剁沉降風險等。

黑龍江

黑龍江凌汛多發生在黑龍江上游的額爾古納河入口處至呼瑪河入口處500千米的河道上,以洛古河,連崟最為頻繁。一般發生在4月末至5月初。黑龍江上游每年凌汛災害極為嚴重,冰排面積大,冰層厚,春季流冰開始的2一3天內,大多為密流冰,時常產生冰塞,并形成冰壩,冰塞常在與俄羅斯境內的支流結雅河匯合口處發生,冰壩有時高達2米以上。

位置

黑龍江流域按地表水區劃可分為8個水系分區,即額爾古納河區、石勒喀河區、結雅河區、布列亞河區、松花江區、烏蘇里江區、阿姆貢河區和黑龍江干流區。其中額爾古納河、烏蘇里江、松花江以及黑龍江省干流上游段在春季開江期易發生冰壩凌汛洪水。

時間

黑龍江流域尤其N50°以北地區,冬季嚴寒。每年河流封凍期長達180天。10月上旬上游出現初冰,中游10月下旬始見初冰。初冰之后30天為封凍期,自上游始,漠河附近河段平均于11月上中旬封凍,封凍期上游為160~180天。至翌年4月中下旬,中游、上游先后解凍,每年出現一次凌春汛過程。一般發生在是4月末至5月初。

頻率

根據黑龍江歷年水文資料記載,自1949年新中國成立以來的70余年間,黑龍江干流發生冰壩的年份共有26年,平均2~3年發生一次,頻率約為39.44%;松花江冰壩多發生在佳木斯市和富錦江段,冰壩發生頻率為46%;嫩江上游發生冰壩頻率為36%;烏蘇里江在1951-1990年的40年間發生冰壩15次;額爾古納河中下游河段在1951-1989年間的近40年中,冰壩發生頻率為50%左右,部分水文測站冰壩發生率達89.7%。2000年后,松花江、烏蘇里江基本不再發生冰凌洪水。

在有記錄的89年間,黑龍江省上游有27年發生了嚴重或較嚴重的冰壩,平均3.3年就發生1次,一般性冰壩或冰塞幾乎年年發生。歷史上較嚴重的冰壩發生在1956年、1958年、1960年、1971年、1973年、1985年、2000年,其中1985年黑龍江大興安嶺地區段有6個村屯發生了毀滅性的災害。

影響

冰塞形成的洪水危害

通常發生在封凍期,且多發生在急坡變緩和水庫的回水末端,持續時間較長,逐步抬高水位,對工程設施及人類有較大的危害。

冰壩引起的洪水危害

通常發生在解凍期。常發生在江心島、淺灘、河道岔流及轉彎處形成速度快。冰壩形成后,冰壩上游水位驟漲,堤防潰決,洪水泛濫成災。1985年大興安嶺江段共形成11處嚴重冰壩,有7個鄉鎮受災,其中有6個村屯是毀滅性的。

冰壓力引起的危害

冰壓力是冰直接作用于建筑物上的力,包括由于流冰的沖擊而產生的動壓力,由于大面積冰層受風和水剪力的作用而傳遞到建筑物上的靜壓力及整個冰蓋層膨脹產生的靜壓力。2000年在呼瑪縣呼瑪鎮上游形成40多千米冰壩,對水利工程造成嚴重毀壞。

河岸坍塌嚴重,國土流失加劇

據調查,792千米的黑龍江省大興安嶺段,有24處長達36千米的江岸,由于多年冰凌沖撞,塌十分嚴重。塔河縣開庫康鎮有1處25米長的江段,每年以3米寬的速度擴展,每年流失國土量700立方米。估算每年大興安嶺段國土流失90多萬立方米,損失面積達162畝。

松花江

松花江凌汛多發生在依蘭佳木斯市富錦市,一般出現時間一般在4月上、中旬。由于松花江干流下游兩岸地勢平坦,城鎮、居民和工礦企業較多,常造成較大災害。

位置

松花江凌汛多發生在依蘭縣、佳木斯、富錦河段。

時間

松花江凌汛出現時間一般在4月上、中旬,哈爾濱站最早出現在4月8日,依蘭站最早也出現在4月8日,最晚出現在4月22日。佳木斯站最早出現在4月9日。

頻率

松花江有歷史記載以來的近100年中,發生過數十次冰壩,其中大型冰壩10次,特大型災害性冰壩年份有1915、1923、1929、1960、1981年。中小河流普遍出現冰壩凌汛的有1957、1973、1988、1994年等。冰壩凌汛時,一般水位變幅為3~5米,大型和特大型冰壩時水位變幅為6~8米,依蘭站1923年、1960年冰壩水位變幅超過10米。冰壩持續時間一般為1~2天,最長持續11天。多數年份冰壩發生在依蘭縣同江市近300千米的河道上,哈爾濱市至通河江段也時有發生。

影響

松花江干流下游兩岸地勢平坦,城鎮、居民和工礦企業較多,常造成較大災害。例如1981年凌汛在依蘭富錦市365千米河段內出現16處冰壩,冰壩頭部堆冰高6~13米,擁高水位3~5米,河水出槽,冰排上岸,給沿江城鎮的工農業造成了嚴重損失。佳木斯市江南岸的造船廠被淹。

主要特點

凌汛具有凌峰沿程增大、水位高、封凍后流速減小、槽蓄水量變幅大幾個特點。

凌峰沿程增大

冬季河道封凍,攔蓄了一部分上游來水,增加了河槽的蓄水量,當上游先于下游解凍開河時,被攔蓄的水急劇釋放出來,產生凌峰,向下傳遞,又迫使沿程封凍段解凍,使冰水匯集,凌峰沿程增大。

水位高

由于冰凌對水流的阻力作用及水內冰和冰蓋占去了部分過水面積,在同流量下,水位比無冰期高。

封凍后流速減小

過水斷面濕周增大、水力半徑減小以及冰蓋底面糙率的作用,增加了水流的阻力,與無冰期相比,同水位下斷面最大流速值明顯減小,且位置下移到水流的中央附近,冰蓋底面愈粗糙,下移深度愈大。等流速線在過水斷面中形成閉合曲線。

槽蓄水量變幅大

槽蓄水量的變化可分為三個階段,一是形成階段,封凍開始到穩定封凍,槽蓄水量逐漸增加。二是穩定階段,穩封期冰蓋下水流處于相對穩定狀態,槽蓄量變化不大。三是釋放階段,解凍期冰蓋融化,槽蓄量釋放并逐漸減少。槽蓄水量與凌洪的關系主要表現在解凍開河期,槽蓄水量迅速釋放,形成凌洪。

影響

孕災環境

一般是指冰凌洪水發生地區的自然環境,包括氣溫變化、河道地形、水庫調節及各種水工建筑物等多種因素。目前普遍認為,孕災環境不僅包括誘發災害的自然環境,還應包括人為因素造成的變化環境,孕災環境的穩定性越弱則災害的損失程度越高。

氣溫變化

受全球溫室效應的影響,黃河頭道拐冬季氣溫明顯呈現逐年上升趨勢(除特殊寒冬年份之外),1998-2016年間封凍期累積負氣溫值增加了近50攝氏度。氣候變暖致使萬家寨上游河段封河位置逐漸向下游偏移,并且下游水工建筑物具有一定的阻冰作用,易使冰葉日中花、流冰等形成堆冰,繼而演變成冰塞甚至冰壩,最終引發冰凌洪水。

河道地形

黃河為例,黃河在封開河期間,由于流量相對較小,冰凌流經彎道處易出現堆冰現象,從而使得流速愈加緩慢,堆冰規模不斷增大,逐漸發展成為冰塞、冰壩。此外,泥沙凝積停滯于河床,導致河道比降下降,水庫回水末端水位逐漸由深變淺,河道過流能力、輸送冰水能力隨之減弱,封河期及開河期冰凌聚集擁堵,形成:水塞、沭塤,頻現冰凌淇水,嚴重影響兩岸正常生活及生產。

水庫調節

隨著水庫的建立,河流原有的生態系統也會隨之發生改變,其功能與結構都會產生根本性的變化,自然水環境生態平衡極易遭到破壞,對庫區及庫區上下游河段、甚至整個流域系統都會造成一定的影響。自黃河萬家寨水庫運行使用之后,萬家寨庫區附近河段天然河道的形態變化很大,庫區水面比降縮小,回水末端水流速度減弱,輸送冰水能力顯著下降,上游而來的浮冰在庫區壅積使這里成為首封位置,接著不斷向上蔓延封凍,封凍長度增加,導致建庫前不封凍河段成為如今的穩定封凍河段,且現在每年不封凍河段的水面面積大小也呈現出各年不同的狀態。冰塊相繼擁塞聚積在庫尾段,阻滯上游來水,使得槽蓄水增量加多,開河融冰期攜帶沿程大量冰凌,在彎道或河寬較窄的地點易卡冰結壩,形成冰凌洪水。

交通橋梁

橋梁與河道水流相互影響,冰凌這些橋梁與其所處河道共同形成人為孕災環境,使部分河流河道變窄,導致水位不斷向上升高,引發冰凌洪水災害,對沿岸生活、生產造成損失;或冰凌與橋墩相互擠壓擁塞,冰凌對橋墩具有極大的破壞力,若橋墩受損故障,不僅會致使交通受阻,人員受傷,更易誘發冰凌洪水,帶去嚴重危害。同時由于冰凌下泄不暢,影響上游流量,使得頭道拐斷面流量值減小,容易引起頭道拐站小流量歷時延長現象。

致災因子

致災因子是指在孕災環境中形成,且對災害的產生有著直接或間接作用的各種影響因子,致災因子與孕災環境相互影響,共同作用于承災體,引發冰凌洪水災害。一般來說孕災環境為致災因子提供了生成條件,同時致災因子也在不斷影響改變著孕災環境。致災因子的存在不一定會招致災害,卻是形成災害系統所必不可少的子系統。

槽蓄水量增加

在流凌和碎冰等因素作用下而引起水流滯留于河槽中的現象常現于封凍期,增加的那部分水量即為槽蓄水增量。通常隨著春季氣溫回暖,冰蓋消融,槽蓄水得到釋放,隨上游解凍開化的來水一起下泄,下游河道流量沿程急劇升高,形成開河凌峰,尤其遇到有冰塞、冰壩等致災模式出現時,極易引發冰凌洪水災害。

流凌歷時

流凌是指封河期河流完全封凍之前冰體隨水流一起流動及開河期河流解凍開化后碎冰順流而下的現象。流凌的初日定義為河流上游河段每年封河期和開河期首次出現流凌的日期,流凌的終日定義為每年冬季的封河日期和春季的開河日期。根據統計資料可知,通常首凌日期愈早,開河結束愈遲的河段,冰凌洪水災害的危險期就愈長,風險愈大。流凌期的長短只反映凌洪的可能發生期,而是否成災還要看當時的具體情況。

冰塞(壩)持續時長

冰塞、冰壩的形成是發生冰凌洪水的前提條件,也是導致封開河期間河流冰凌洪水致災的主要因素。冰塞、冰壩持續時間越久,則越容易造成過水斷面的堵塞及河道壅水,而上游不斷來水,使得水位持續大幅上漲,最終導致水流攜帶大量冰凌沖上河岸,誘發冰凌洪水災害。同時,冰塞、冰壩持續時間的長短也直接影響所形成冰凌洪水災害的嚴重程度:冰塞、冰壩持續時間越久,冰凌洪水持續的時間就會隨之延長,且淹沒范圍也不斷擴大,不僅給對沿岸居民的生活造成嚴重損失,也為后續搶險救災行動帶去諸多不便。冰塞、冰壩等冰凌致災模式不完全肯定會引發冰凌洪水,但冰凌洪水卻一定伴隨著堆冰、冰塞或冰壩的出現。

冰塞(壩)規模

冰塞、冰壩規模越大,過水斷面面積損失越多,則越影響上游水流與冰葉日中花下泄,致使水位壅高形成冰凌洪水;另外,冰花下泄不暢,易停滯堆積,使原有冰塞、冰壩的規模愈發擴增,或在其它具備生長條件的環境中形成另一部分堆冰體甚至冰塞、冰壩。冰塞體逐漸擴大增長,則會引起上游水位無間上漲,當其規模發展到一定程度,便會造成冰凌洪水災害。冰壩體的不斷延長加寬,同樣會使得上游水位增漲,冰凌隨水流溢出河道,導致上游沿岸發生險情;隨著冰壩增長到一定程度,在氣溫、流量等綜合因素的影響下冰壩體再無法承受來自上游的壓力,因此冰壩潰決,上游來水夾帶碎冰一起下泄,易對沿岸護岸、橋墩等水工建筑物造成破壞,同時下游水位忽然升高,又會誘發下游河段出現冰凌洪水災害。

流量

流量是導致冰凌洪水發生以及影響冰凌洪水災害災情等級最重要的水力因素。一般封河初期水面形成完整薄層冰蓋,其河道流態隨之由少阻暢流變為冰下過流,且部分流冰靠近冰蓋發展,使冰蓋不斷增厚、延伸,同時受河道地形及溫度等因素的影響,下游河段冰蓋厚度大于上游河段。而下游河道由于冰蓋與水下冰葉日中花的存在,使得濕周加大,水力半徑減小,過水斷面阻塞,糙率增加,水流速度減小,上游來水受阻,水位不斷壅高,被河道所截流的這部分水流形成槽蓄水,隨著上游持續來水,槽蓄水量明顯增加,因此,初始封河期極易出現小流量過程,河道流量過小則輸移冰水能力不足,易產生堵塞冰凌現象,上游形成的流冰花、薄冰層等陸續下泄,部分堵冰體便會形成冰塞,冰塞體繼續加大規模,上游水位不斷壅高,誘發冰塞洪水災害。當河段慢慢進入穩封期,冰蓋在其底部的水力作用下,摩擦力不斷減小,冰下過流能力隨之逐漸由低增高,流量增加。春季氣溫回暖,河冰融化,此前大幅增加的槽蓄水得到釋放,凌峰流量急劇加大,沿程攜帶大量冰凌向下游傳播,經過河寬較窄、急彎或下游尚未解凍的河段,便會引起堆冰壅塞、卡冰結壩,易誘發冰壩洪水。

防凌措施

中國防凌措施

防止江河、湖泊、港口以及水工建筑物受冰凌危害所采取的措施。主要有防、蓄、分、排四種:

防:組織強大的防凌汛隊伍,防守大堤,抗御凌洪,一旦發現險情,立即進行搶護,確保大堤安全。

蓄:把上游來水蓄起來,使上游在解凍前來水小,河槽蓄水少,則不致于造成水位上升,鼓開冰蓋,產生災害。

分:利用沿黃河的分洪工程和洪閘,分泄凌水街道,減輕大堤的壓力。

排:在容易形成卡冰的狹窄河段,炸碎冰蓋,打通溜道,使上游來冰順利下排,在冰壩形成,且威脅堤防安全時,就及時用飛機、大炮和炸藥等炸毀冰壩。

世界防凌措施

世界各國在高寒地區的河流都有冰凌危害,但冰凌危害有不同的種類,需要采取不同的防治措施。

1.冰凌凍結江河、湖泊、港口,影響航運交通,可采用破冰船破冰,或在港岸和船閘附近采用空氣篩等防凍措施。

2.冰凌凍結水力發電廠的引水渠,或阻塞攔污柵,影響發電出力,可設法抬高渠道中水位,促使形成冰蓋,防止水內冰產生的措施。

3.冰凌凍結各種泄水建筑物的閘門,影響啟閉運用,一般采用加熱或其他防凍措施。

4.冰凌撞擊建筑物,如橋墩、閘墩、整治河道的丁壩等,多采用局部加固或破碎大塊流冰等措施。

5.冰蓋膨脹時,會產生很大的膨脹力,增加建筑物的荷載,應在設計建筑物時考慮,也可在建筑物臨水面設置表底水流交換器防凍,或安放圓浮筒減少冰壓力的傳遞等措施。

重大事件

1993~1994年度封河期,內蒙古自治區河段三盛公閘下3~5千米處形成嚴重冰塞,水位迅速上漲,巴彥高勒水文站水位達1054.40米,超過千年一遇水位0.2米,12月7日晚堤防發生決口,淹沒土地80平方千米,耕地6萬畝,0.95萬人受災,直接經濟損失4000萬元。

2007~2008年度,由于封河期封凍冰蓋偏厚、封河長度長、槽蓄水增量偏大,開河期三湖河口水文斷面水位數次刷新歷史最高,3月20日凌晨內蒙古杭錦旗獨貴塔拉鎮奎素段黃河大堤發生的凌汛決口,受災面積106平方千米,受災群眾10241人,直接經濟損失達6.9億元。?

2015年庫布其牧干渠將凌水引入沙漠,2016年至2018年凌汛期以來,累計分凌5218萬立方米。

學術研究

蘇聯首次在橋涵結構設計規范中提出了河冰對橋梁墩臺冰壓力的計算公式,并于1959年頒布標準確定內河河流建筑的相關規定,在使用至今的1975年標準(SNIP-11-57-75)中較詳細規定了冰荷載的作用原理及計算方法,對橋墩或橋臺形狀平面、尺寸關系水結成冰過程的溫度變化、冰蓋、冰體的計算強度等影響因素,確定了相應的計算系數,這使冰塊撞擊橋墩或橋臺的作用力影響依據彈性屈服理論來進行計算形成了規范化及標準化,至今仍為世界諸多北方寒區國家的防冰、抗冰設計使用。

20世紀90年代,中國徐劍鋒首次系統梳理黃河內蒙古段凌汛災害事件,提出加固堤防、整治河道、加強冰情預報、控制水庫調度、運用破冰措施、新建海勃灣水庫等防凌綜合措施。

嚴增才(2008年)、段文剛(2016年)等通過對南水北調中線工程冰期輸水進行原型觀測,結合冰情總結了其形成發展規律,預測冰情災害對輸水工程的影響并提出相應預防和治理措施:攔污柵加熱;利用總干渠沿線熱力發電機廠抽吸冷水、排放熱水;在交叉建筑物處增設排冰口門等。

周瑞清等結合萬家寨引黃南干工程實測數據分析了冰情的形成與形態演變過程,通過計算冰期河道輸水能力分析預測冰情并提出冰凌期輸水對策:盡快形成冰蓋,掌握封凍時機;封凍前用塊石修建臨時堤埝,以提高水位,降低流速,促成水面封凍,避免產生冰塞;必要時采取束水歸槽措施;鑒于冰情問題比較復雜,引黃南干通水后,冰期輸水運行期間應加強觀測,繼續掌握冰情規律,積累冰期輸水經驗,對中國冰凌期輸水提供了借鑒。

參考資料 >

凌汛就是冰?為啥黃河要防凌?這次我們說清楚!.光明網.2023-07-15

什么是凌汛?.中國安全生產網.2023-07-15

凌汛產生的條件.中國氣象局.2023-07-20

凌汛知多少.中國氣象局.2023-07-20

什么是“凌汛三期”.應急管理部.2023-07-20

劃重點,防凌汛常識看這里.澎湃新聞.2023-07-20

掀開寧夏凌汛的“面紗”.人民網.2023-07-20

郎潛紀聞 陳康祺作品集.中華典藏網.2023-07-20

水利科普 ● 凌汛.黃河水文網.2023-07-21

黃河全線開河,今年防汛形勢如何?.澎湃新聞.2023-07-21

青海這里首次出現大規模凌汛!.澎湃新聞.2023-07-20

少雨的冬春季節也會發生洪水災害?哪些河段容易中凌汛的招?.央廣網.2023-07-20

黃河干流頭道拐河段凌汛期小流量過程變化及其影響因素研究.第八屆青年地學論壇.2023-07-20

庫布其治沙:引入黃河凌汛期的水,帶走了水患與旱難.澎湃新聞.2023-07-21

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