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冰凌洪水

2020-04-09 21:00

河流中因冰凌阻塞和河道内蓄冰、蓄水量的突然释放,而引起的显著涨水现象。它是热力、动力、河道形态等因素综合作用的结果。按洪水成因,可分为冰塞洪水、冰坝洪水和融冰洪水3种。

冰塞洪水

河流封冻后,冰盖下冰花、碎冰大量堆积,堵塞部分过水断面,造成上游河段水位显著壅高。当冰塞融解时,蓄水下泄形成洪水过程。冰塞常发生在水面比降由陡变缓的河段。大量的冰花碎冰向下游流动,当冰盖前缘处的流速大于冰花下潜流速时,冰花碎冰下潜并堆积于冰盖下面形成冰塞。冰塞洪水往往淹没两岸滩区的土地村庄,甚至决溢大堤。例如,1982年1月,中国黄河中游龙口—河曲河段发生大型冰塞,冰塞体长30km,最大冰花厚度9.3m,壅高水位超过历史最高洪水位2m多,局部河段高出4m以上,给当地工农业生产造成重大损失。又如,黄河上游刘家峡—盐锅峡河段1961年冬发生巨大冰塞,冰塞体长35km,一般冰厚近1m,最大冰花厚14~15m,冰塞体积约4 000万m3。巨大的冰塞造成了严重壅水,小川最高壅水位比起涨水位高9.25m,刘家峡导流洞出口处最高壅水位比起涨水位高10.26m,此水位接近1000年一遇洪水位,壅水超过了下游围堰顶6.4m,历时70多d, 壅水不仅淹没了施工工地、公路和桥梁,而且水源地和居民区的房屋也遭到了破坏(见图)。

刘家峡—盐锅峡河段冰情站位置分布图

冰坝洪水

冰坝一般发生在开河期,大量流冰在河道内受阻,冰块上爬下插,堆积成横跨断面的坝状冰体,严重堵塞过水断面,使坝的上游水位显著壅高,当冰坝突然破坏时,原来的蓄冰和槽蓄水量迅速下泄,形成凌峰向下游演进。

在北半球,冰坝洪水多发生在由南向北流的河段内,由于下游河段纬度高,封冻早、解冻晚、封冻历时长、冰盖厚;而上游河段因纬度低,封冻晚、解冻早、封冻历时短、冰盖薄。当河段气温突然升高,或上游流量突然增大,迫使冰盖破裂形成开河,上游来水加上区间槽蓄水量,携带大量冰块向下游流动,但下游河段往往处于固封状态,阻止冰水下泄,形成冰坝,使坝的上游水位迅速壅高。当冰坝发展到一定规模,承受不了上游的冰、水压力时,便突然破坏,同时沿程又汇集更多的水量冰量,向下游流动,在下游的弯曲、狭窄及固封河段又会形成冰坝。冰坝的形成和破坏阶段常造成灾害,轻则流冰撞毁水工建筑物,淹没滩区土地、村庄,重则大堤决溢。据不完全统计,中国黄河内蒙古河段年年均有程度不同的凌灾发生,较大范围的淹没损失平均两年一次。黄河下游河段,自1855~1938年的84年间,因凌汛决口就有27年,平均3年一决口,1951、1955年凌汛期,因凌情严重,分别在弯窄河段的利津王庄、五庄决口。松花江依兰—富锦河段长365km,1981年出现冰坝16处,冰坝高6~13m,江水猛涨,冰水横溢,佳木斯近郊和依兰、桦县被淹。

冰坝洪水形成的主要条件

①上游河段有足够数量和强度的冰量。②具有输送大量冰块的水流条件。③下游河道有阻止大量流冰的边界条件,如河道比降由陡变缓处,水库回水末端,河流入湖、入海地区,河流急弯段,稳定封冻河段及有冰塞的河段等。

冰坝洪水的特点

①流量不大水位高。如黄河下游利津水文站1955年伏汛期洪峰流量为5 760m3/s,相应水位12.00m,而该年凌峰流量仅为1960m3/s,而水位却达15.31m。②凌峰流量沿程递增。如1953年黄河宁蒙河段,凌峰流量在石嘴山站为1000m3/s,到渡口堂站、包头昭君坟站分别增加到1200m3/s和1700m3/s。③冰塞冰坝壅水段水位涨率快、幅度大。如1955年1月29日黄河利津水文站以下形成冰坝后,利津站在18 h内水位上涨4.29m,平均涨率为23.8 cm/h,最大涨率达90 cm/h。

融冰洪水

封冻河流或河段主要因热力作用,使冰盖逐渐融解,河槽蓄水缓慢下泄而形成的洪水。融冰洪水水势较平稳,凌峰流量亦较小。

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