凌汛的成因 危害及防禦

2021-01-09 中國氣象局

  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。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。在冬季的封河期和春季的開河期都有可能發生凌汛。通俗地說,就是水錶有冰層,且破裂成塊狀,冰下有水流,帶動冰塊向下遊運動,當河堤狹窄時冰層不斷堆積,造成對堤壩的壓力過大,即為凌汛。

  凌汛的成因

  產生凌汛的自然條件取決於河流所處的地理位置及河道形態。在高寒地區,河流從低緯度流向高緯度並且河道形態呈上寬下窄,河道彎曲迴環的地方出現嚴重凌汛的機遇較多。這是因為河流封凍時下段早於上段,解凍時上段早於下段。而且冰蓋厚度下段厚上段薄。當河道下段出現冰凌以後,阻攔了一部分上遊來水,增加了河槽蓄水量,當融冰開河時,這部分槽蓄水急劇釋放出來,出現凌峰向下傳遞,沿程冰水越聚越多,冰峰節節增大。當上遊的冰水向下遊傳播時,遇上較窄河段或河道轉彎的地方卡冰形成冰壩,使上遊水位增高。凌汛嚴重於否,取決於河道冰凌對水位影響的程度,通常只有在河道中出現嚴重的冰或冰壩後,才會引起水位驟漲,造成嚴重的凌洪。

  簡言之,要形成凌汛必備的兩個條件是:

  1、有冰期的河流。(多指零度以下的河流)

  2、從較低緯度流向較高緯度的河段,且較明顯的南北流向。我國黃河在寧夏和在山東境內的河段都有凌汛現象,東北的河流在滿足上述條件時也同樣會出現凌汛現象。

  凌汛的危害

  1、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。

  2、冰壩引起的洪水危害。通常發生在解凍期。常發生在流向由南向北的緯度差較大的河段,形成速度快,冰壩形成後,冰壩上遊水位驟漲,堤防潰決,洪水泛濫成災。

  3、冰壓力引起的危害。冰壓力是冰直接作用於建築物上的力,包括由於流冰的衝擊而產生的動壓力,由於大面積冰層受風和水剪力的作用而傳遞到建築物上的靜壓力及整個冰蓋層膨脹產生的靜壓力。 1929年2月在山東省利津縣冰壩堵塞河道, 造成決口,淹沒了利津、霑化兩縣60餘村。

  防凌措施

  防治江河、湖泊、港口以及水工建築物受冰凌危害所採取的措施。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,需要採取不同的防治措施:

  1、冰凌凍結江河、湖泊、港口,影響航運交通,可採用破冰船破冰,或在港岸和船閘附近採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 汙柵,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 洩水建築物的閘門,影響啟閉運用,一般採用加熱或其它防凍措施;

  4、冰凌撞擊建築物,如橋墩、閘墩、整治河道的丁壩等,多採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,增加建築物的荷載,應在設計建築物時考慮,也可在建築物臨水面設置表底水流交換器防凍,或按放圓浮筒減少冰壓力的傳遞等措施。

(責任編輯:唐淼)

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