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凌汛是什么意思(你知道什么是凌汛吗?)

什么是凌汛?

凌汛,俗称冰排,是冰凌对水流产生阻力而引起的江河水位明显上涨的水文现象。通俗地说,就是水表有冰层,且破裂成块状,冰下有水流,带动冰块向下游运动,当河堤狭窄时冰层不断堆积,造成对堤坝的压力过大,即为凌汛。冰凌有时可以聚集成冰塞或冰坝,造成水位大幅度地抬高,最终漫滩或决堤,称为凌洪。在冬季的封河期和春季的开河期都有可能发生凌汛。

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凌汛的形成示意图 资料图片

凌汛产生的原因是什么?

产生凌汛的自然条件取决于河流所处的地理位置及河道形态。在高寒地区,河流从低纬度流向高纬度并且河道形态呈上宽下窄,河道弯曲回环的地方出现严重凌汛的可能性较多。

我国黄河上游宁(宁夏)蒙(内蒙古)河段和下游河段,黑龙江支流额尔古纳河、松花江、乌苏里江,额尔齐斯河;俄罗斯涅瓦河、北德维纳河、叶尼塞河、勒拿河;欧洲易北河下游联邦德国汉堡河段;加拿大圣劳伦斯河蒙特利尔河段等——这些都是世界上发生严重凌汛的主要河流。

冬季,下游降温早,先结冰。下游结冰后,冰层产生了阻水作用,过水断面缩小,影响了泄水能力。这样就把一部分水憋在上游河道,水位随之升高。春季,处于低纬度的上游升温早,开河由上而下进展。当上游的冰水向下游传播时,遇上较窄河段或河道转弯的地方往往被卡住,加上下游仍在“沉睡”中的坚硬厚实的冰层阻挡,使得冰凌沿河道横向堆积,犹如一道拦河大坝,它截拦了大量冰水,使水位迅猛上涨。冰借水势,水助冰威,冰凌前哨,更如一台巨型的推土机,势不可挡,会使下游堤防及其附近的建筑物、耕地等受到严重摧残,特别是对桥墩威胁最大。凌汛严重于否,取决于河道冰凌对水位影响的程度,通常只有在河道中出现严重的冰或冰坝后,才会引起水位骤涨,造成严重的凌洪。

什么是“凌汛三期”?

根据凌汛的形成发展状况,分为“流凌期”“封冻期”“开河期”。

以黄河为例,在流凌期,黄河下游河道在冬季气温降至零摄氏度以下、水温到达零摄氏度,河水表面开始结冰,水内产生冰花。冰花随水流而下逐渐凝结成冰花团或冰块,俗称淌凌,一般年份流凌期多在12月。

在封冻期,河道流凌期间,随着气温降低,流凌密度增大,冰凌逐渐聚积冻结,遂自下而上逐段封冻,为黄河“封冻期”,俗称“封河期”。黄河下游据观测资料统计,河道封冻最早在12月,最晚在2月中旬。

在开河期,春初,气温升至零摄氏度以上,封河冰开始融化;气温继续升高,冰盖脱边滑动,封冰解冻开河。据观测资料统计,黄河下游解冻开河最早在1月上旬,最晚在3月中旬。

有时会看到“平封”“立封”,两者有什么区别呢?

平封即在河道封冻时,某一河段冰凌冻结形成平面封河的形势。平封多发生在插封河段之间,由于受低气温的影响,两岸边凌逐渐增宽增厚,与河面冰凌相互冻结成平面封冻的冰盖。

立封也称“插封”。河道流凌封冻期间,大量冰凌首先在狭窄弯曲河段卡冰后,冰块自下而上节节插排上延,部分冰块在水流动力作用下上爬下插,形成冰块互相重叠竖立插塞的封冻形势。

什么是“武开河”?什么是“文开河”?

凌汛期间,当上游开河融冰时,下游往往还处于封冻状态,上游大量的冰、水涌向下游,形成较大的冰凌洪峰,极易在弯曲、狭窄河段卡冰结坝,壅高水位,造成凌汛灾害。河流解冻期间,如气温升高很快,或上游来水突然增加,可使河冰突然破裂,迅速解冻,成为“武开河”。有的年份,上下游河段气温变幅相差不大,河道分段解冻开河或就地解冻,不致形成大的凌汛洪水,开河也比较平稳顺利,成为“文开河”。

黄河凌汛具有哪些特点?为什么历史上有“凌汛决堤,河官无罪”之说?

黄河凌汛具有两个特点:一是凌峰流量虽小,但水位高。由于河道中的冰凌使水流阻力增大、流速减小,特别是卡冰结坝壅水,使河道水位壅高,同流量水位远高于无冰期,甚至超过伏汛期历年最高洪水位。二是河道槽蓄水量逐步释放,凌峰流量沿程递增。如黄河宁蒙河段石嘴山凌汛洪峰流量一般接近1000立方米每秒,而头道拐可达2000立方米每秒,最大为1968年的3500立方米每秒。

黄河凌汛突发性强,形成冰坝的位置难以预测,有可能造成多处出险。水位上涨快,一旦开河时形成阻水冰坝,破坏力大。由于冰封之地取土困难,冰坝破除难,办法少,因此历史上凌汛被视为人力无法抗拒的“天灾”,故有“凌汛决口,河官无罪”之说。

防凌措施有哪些?

由于冰凌危害有不同的种类,需要采取不同的防治措施:

·冰凌冻结江河、湖泊、港口,影响航运交通,可采用破冰船破冰,或在港岸和船闸附近采用空气筛等防冻措施。

·冰凌冻结水力发电厂的引水渠,或阻塞拦污栅,影响发电出力,可设法抬高渠道中水位,促使形成冰盖,防止水内冰产生的措施。

·冰凌冻结各种泄水建筑物的闸门,影响启闭运用,一般采用加热或其它防冻措施。

·冰凌撞击建筑物,如桥墩、闸墩、整治河道的丁坝等,多采用局部加固或破碎大块流冰等措施。

·冰盖膨胀时,会产生很大的膨胀力,增加建筑物的荷载,应在设计建筑物时考虑,也可在建筑物临水面设置表底水流交换器防冻,或安放圆浮筒减少冰压力的传递等措施。

记者:黄峰

来源:《中国水利报》2019年2月26日


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