凌迅是什么?
冰凌洪水,俗称冰排,是由于冰对水流的阻力,使河流水位明显上升的水文现象。通俗地说,水表有一个冰层,冰层破碎成块,冰下有水流,带动冰向下游移动。当河岸变窄时,冰层不断堆积,对大坝造成过大的压力,称为冰洪。冰有时会聚集成冰塞或冰坝,导致水位大幅上升,最终溢出海滩或决堤,这就是所谓的红菱。冬季闭闸期和春季开闸期都可能发生凌汛。
冰洪形成的数据示意图
冰凌泛滥的原因是什么?
产生冰洪的自然条件取决于地理位置和河流的河道形状。在高山地区,河流从低纬度流向高纬度,河道形状上宽下窄。在河道弯曲和循环的地方,更有可能发生严重的冰洪。
中国黄河上游、宁夏、内蒙古及下游,黑龙江、埃尔贡河、松花江、乌苏里江、额尔齐斯河支流;俄罗斯涅瓦河、北德维纳斯河、叶尼塞河、勒拿河;欧洲易北河下游的汉堡河段;加拿大圣劳伦斯河蒙特利尔河段等。-这些是世界上冰洪严重的主要河流。
冬天下游降温早,先结冰。下游结冰后,冰层有阻水作用,水的截面积减小,影响排水能力。这样,一部分水被抑制在上游河道中,水位相应上升。春季低纬度的上游升温早,河流开始自上而下推进。当上游的冰水向下游传播时,往往会卡在狭窄的河段或河道的转弯处。另外,下游又硬又厚的冰层还在“沉睡”,使得冰沿着河道水平堆积,就像一个河堤,挡住了大量的冰水,使水位迅速上升。冰借水势,水助冰力,冰前哨就像巨型推土机,势不可挡,会严重破坏下游堤防及其附近的建筑物和耕地,尤其是桥墩。凌汛严重与否,取决于河冰对水位的影响程度。通常情况下,只有在河流出现严重冰凌或冰坝后,水位才会突然上升,导致严重的冰凌洪水。
什么是「凌汛三期」?
根据凌汛的形成和发展,可分为“凌汛期”、“冰冻期”和“开河期”。
以黄河为例,在汛期,黄河下游冬季气温降到零摄氏度以下,水温达到零摄氏度,使河水表面开始结冰,水中产生冰花。冰花随着水流逐渐凝结成冰花或冰块,俗称涓滴。一般滴淌期多在12月。
在冻结期,河水流动时,随着气温的降低,水流密度增大,冰逐渐堆积结冰,然后自下而上冻结,这就是黄河的“冻结期”,俗称“封河期”。根据观测数据,河道最早在12月份结冰,最晚在2月中旬结冰。
开河期和早春,气温上升到零摄氏度以上,封河的冰开始融化;随着温度继续上升,冰盖从边缘滑落,封闭了冰,融化了河流。据观测资料统计,黄河下游的解冻最迟在1月初开始,3月中旬结束。
有时候会看到“平封”和“竖封”。两者有什么区别?
平封是指河道结冰时,某一河段的冰结冰,形成平封的情况。平封主要发生在插入的河流段之间。由于低温的影响,两岸的冰逐渐变宽变厚,与河冰相互冻结,形成扁平的冰冻冰盖。
立式密封也叫“插入式密封”。在河流流动的冻结期,大量的冰块首先卡在狭窄弯曲的河道断面上,然后冰块自下而上插入延伸,部分冰块在水动力的作用下上下插入,形成冰块垂直重叠堵塞的冻结局面。
什么是“吴凯河”?什么是“自由主义”?
在冰凌汛期,上游河道开闸融冰时,下游河道仍处于冰冻状态,大量的冰和水从上游流向下游,形成较大的冰凌洪峰,容易卡在弯曲狭窄的河段,阻断水位,造成冰凌洪水灾害。在河流解冻期,如果温度迅速上升,或者上游水量突然增加,河流冰层突然破裂,迅速融化,成为“吴凯河”。有些年份上下游河段温差不大,河段就地解冻或解冻,不会形成大的冰凌洪水,河口湾相对平缓,成为“凯文河”。
黄河凌汛有什么特点?为什么历史上有一句话叫“洪水垮了河官无罪”?
黄河凌汛有两个特点:一是凌峰流量虽小,但水位高。由于河道结冰,水流阻力增大,流速减小,特别是河道水位高,同流量水位比无冰期高很多,甚至超过夏季汛期最高洪水位。二是河道蓄水能力逐渐释放,沿途凌峰流量不断增加。比如黄河宁蒙河段石嘴山洪峰流量一般接近1000立方米每秒,而转头可达2000立方米每秒,1968年最高3500立方米每秒。
黄河突如其来的冰凌洪水使冰坝的位置难以预测,可能会造成许多事故。水位迅速上升,一旦开河就形成了阻水冰坝,破坏力极大。因为很难从冻土中借土,破冰坝也很难,途径也很少。所以在历史上,冰凌洪水被认为是不可抗拒的“自然灾害”,所以有“冰凌洪水溃不成军河官无罪”之说。
黄河凌汛数据图片
防冰措施有哪些?
由于冰的危害类型不同,需要采取不同的预防措施:
冰冻结了河流、湖泊和港口,影响了航运。破冰船可以用来破冰,或者空空气滤网可以在港口和船闸附近使用。
冰冰使水电站引水渠道结冰或堵塞拦污栅,影响发电量。可以采取措施提高河道水位,促进冰盖形成,防止冰灾。
冰会冻结各种排水结构的闸门,影响开关操作。一般采用加热或其他防冻措施。
当冰冲击建筑物时,例如桥墩、闸墩和用于河道整治的丁坝,通常采用诸如局部加固或压碎大的流动冰的措施。
当冰盖膨胀时,会产生很大的膨胀力,增加建筑物的荷载,这在建筑物的设计中,或者在建筑物的水面底部设置水流交换器,防止结冰,或者放置圆形浮标,减少冰压的传递等措施中都要考虑到。
记者:黄凤
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