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【摘要】黄河冰凌比一般河流的冰凌更为复杂，除与清水河流冰的生成融消和热力条件有相同关系外，更重要的还与河道边界条件、河道流速、河中泥沙等有十分密切的关系。在一般情况下，河流中冰情现象的演变过程可分为结冰期、封冻期和解冻期三个阶段。
【关键词】黄河冰凌；形成演变；运动规律
[Abstract] the Yellow River ice than general river ice is more complex, but have the same relationship between creation and Qingshui River ice melting away and thermal conditions, more important still and river boundary condition, river flow, the river sediment is closely related to. In general, the evolution process of river ice phenomena can be divided into ice, frozen and thaw period of three stages.
[keyword] the Yellow River ice; formation and evolution; movement rule
中图分类号：TV882.1文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
黄河冰凌比一般河流的冰凌更为复杂，除与清水河流冰的生成融消和热力条件有相同关系外，更重要的还与河道边界条件、河道流速、河中泥沙等有十分密切的关系。一般认为，黄河封冻期河道水流呈三相流状态，即水、冰和泥沙，由于不均衡的来水过程，常常以压力流、管流和非压力流等不同形式出现。
河道冰凌及其形成过程冰冻是寒冷地区普遍存在的一种自然情况。在一般情况下，河流中冰情现象的演变过程可分为结冰期、封冻期和解冻期三个阶段。
1.结冰期
当气温开始转负并不断下降时，河水温度随之下降到0℃或稍低于0℃的过冷却状态，于是在河流中开始出现冰情现象，河水结冰与静水结冰情况不同，由于水流的紊动作用，河水的失热降温是在整个水流各个部位同时进行的，因此在河水中不仅能在水面形成岸冰，而且在水内、河底可形成水内冰。破碎的岸冰和水内冰（以水内冰为主）组成了漂流于水面的冰花。随着气温的持续下降，河面上的冰花越来越多，强度和面积越来越大，形成了顺流而下的淌凌现象。当淌凌密度达到一定程度后，大量流冰会在急弯、浅滩、河道束窄处或在由于岸冰向河中延伸而使敞露水面束窄的地方卡堵后形成冰桥，于是后续的流冰便在该处以上河段形成封冻冰盖，由于这种冰盖是通过流冰受阻堆积而成的，故又称动力冰盖。
2.封冻期
河流一旦封冻，水体只能通过冰盖的传导才能与大气进行热交换，失热速度明显减慢。水体的失热主要促使冰盖增厚，结冰时，放出来的潜热，以及水流克服摩擦阻力而产生的热量等使水流失去了过冷却的条件，所以在封冻河段内不再产生水内冰。但是，在封冻期内，往往会有一些未封冻的河段和清沟，它们仍是产生水内冰的场所。
在封冻边缘向上游发展的过程中，如果边缘上游敞露水面的行进流速较大，则源源不断的冰花和破碎的冰块将在封冻边缘处随水流下潜，并堆积在冰盖下面而形成冰塞。随着冰塞体的不断增大，会导致上游水位的壅高，继而行进流速逐渐减小，当它减小到某一临界值时，冰花不再下潜，于是封冻边缘则又向上游继续延伸。因此，冰塞是在河流封冻期形成和发展的，它是河流封冻期的特殊冰情；由于它往往会导致凌洪灾害，所以也是凌汛期最为严重的冰情之一。
在河流封冻后，因湿周（水面宽）的增长和冰盖下冰花的堆积等冰情的影响，水流阻力明显增大，过水断面显著减小。因此，它比畅流期同流量下的水位要高，河道槽蓄水量也必然增大，河道中槽蓄水量的多少将直接影响解冻开河时的形势。
3.解冻期
冬末春初，当气温回升和太阳辐射强度增大时，冰盖表面开始融化，融化的水渗入冰盖，逐渐改变冰盖层的结构。随着径流补给的增加，水温随之增高，冰盖进一步消融变薄和变色。
冰盖的消融一般从岸边开始，并逐渐使冰盖脱岸，当水位上涨显著时，冰盖浮起，这时只要有适当的水力或风力条件，就会造成冰盖滑动或开河。根据水力和热力作用的大小，开河的形式可分为文开河、武开河和半文半武开河三种。在以水力作用导致的武开河过程中，当大块的坚硬冰凌在河道里受阻停滞，发生卡塞后，上游急速而来的大量流冰下插上爬，短时间内就可以形成横跨断面、堵塞河道的巨大冰堆，导致冰堆上游水位猛涨，这种现象就叫做“冰坝”。由于冰坝形成和溃决的时间很短，演变过程剧烈，所以它也是凌汛期最为严重的冰情之一。
上述是一般河流冰情现象演变的主要过程，但并非所有的河流都完全如此，比如在黄河下游，有的年份冷暖空气活动频繁，可以在一个凌汛期内出现几次封冻、解冻的过程，所以这种非稳定封冻的河流，其冰情的演变就更为复杂。
黄河下游特殊的地理位置决定了它是一个不稳定的封河河段。黄河下游河道上宽下窄的边界条件给冰凌运行带来了复杂变化。当河道里出现冰塞、冰坝以后，冰凌的大量堆积使水流的边界条件进一步恶化。在黄河下游，由于上段纬度低，气温回升早，冰盖薄，因而解冻开河早，而下游此时冰盖尚处于固封状态，不具备开河条件，借助于上游段水力和热力作用便会造成不具备开河处出现冰坝的现象。冰坝现象对凌汛安全有极大的威胁，黄河下游历年凌汛决口几乎全部是由于冰坝造成的。因此，研究冰坝的形成、发展、消亡规律，摸清不同边界条件、热力和水力条件下各种冰坝的特征，可能出现的规模和危害，提出消除冰坝的应急措施和预筹措施，是当前防凌工作中亟待解决的课题。
冰下过流能力的分析是防凌调度的关键。黄河下游的统计资料表明，不同时期、不同河段的冰下过流能力有很大的差别。冰下过流能力大小又是冰盖是否稳定的一个重要因素，也是能否生成冰塞、冰壩的重要条件。
几十年来，对上述方面的研究虽做了大量工作，但还远没有达到自由王国的阶段，这是因为河冰的形成演变是一个既涉及到河流水力学、泥沙运动力学，又涉及到它形成过程中有关的能量转换作用，以及水从液相到固相状态变化的复杂课题。对黄河冰凌运动规律的研究自80年代以来有了较大的进展。国家八五科技攻关项目有关专题的研究，基本摸清了黄河下游和内蒙古河段不同时期、不同冰情及不同河段冰下过流的定量分析，同时，对冰塞形成机理、冰塞体演变和计算等均获得了新的认识，为今后黄河冰凌的研究打下了坚实的基础。
参考文献:
[1]蔡琳. 黄河防凌工作50年. 人民黄河,1996年12月.
【关键词】黄河冰凌；形成演变；运动规律
[Abstract] the Yellow River ice than general river ice is more complex, but have the same relationship between creation and Qingshui River ice melting away and thermal conditions, more important still and river boundary condition, river flow, the river sediment is closely related to. In general, the evolution process of river ice phenomena can be divided into ice, frozen and thaw period of three stages.
[keyword] the Yellow River ice; formation and evolution; movement rule
中图分类号：TV882.1文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
黄河冰凌比一般河流的冰凌更为复杂，除与清水河流冰的生成融消和热力条件有相同关系外，更重要的还与河道边界条件、河道流速、河中泥沙等有十分密切的关系。一般认为，黄河封冻期河道水流呈三相流状态，即水、冰和泥沙，由于不均衡的来水过程，常常以压力流、管流和非压力流等不同形式出现。
河道冰凌及其形成过程冰冻是寒冷地区普遍存在的一种自然情况。在一般情况下，河流中冰情现象的演变过程可分为结冰期、封冻期和解冻期三个阶段。
1.结冰期
当气温开始转负并不断下降时，河水温度随之下降到0℃或稍低于0℃的过冷却状态，于是在河流中开始出现冰情现象，河水结冰与静水结冰情况不同，由于水流的紊动作用，河水的失热降温是在整个水流各个部位同时进行的，因此在河水中不仅能在水面形成岸冰，而且在水内、河底可形成水内冰。破碎的岸冰和水内冰（以水内冰为主）组成了漂流于水面的冰花。随着气温的持续下降，河面上的冰花越来越多，强度和面积越来越大，形成了顺流而下的淌凌现象。当淌凌密度达到一定程度后，大量流冰会在急弯、浅滩、河道束窄处或在由于岸冰向河中延伸而使敞露水面束窄的地方卡堵后形成冰桥，于是后续的流冰便在该处以上河段形成封冻冰盖，由于这种冰盖是通过流冰受阻堆积而成的，故又称动力冰盖。
2.封冻期
河流一旦封冻，水体只能通过冰盖的传导才能与大气进行热交换，失热速度明显减慢。水体的失热主要促使冰盖增厚，结冰时，放出来的潜热，以及水流克服摩擦阻力而产生的热量等使水流失去了过冷却的条件，所以在封冻河段内不再产生水内冰。但是，在封冻期内，往往会有一些未封冻的河段和清沟，它们仍是产生水内冰的场所。
在封冻边缘向上游发展的过程中，如果边缘上游敞露水面的行进流速较大，则源源不断的冰花和破碎的冰块将在封冻边缘处随水流下潜，并堆积在冰盖下面而形成冰塞。随着冰塞体的不断增大，会导致上游水位的壅高，继而行进流速逐渐减小，当它减小到某一临界值时，冰花不再下潜，于是封冻边缘则又向上游继续延伸。因此，冰塞是在河流封冻期形成和发展的，它是河流封冻期的特殊冰情；由于它往往会导致凌洪灾害，所以也是凌汛期最为严重的冰情之一。
在河流封冻后，因湿周（水面宽）的增长和冰盖下冰花的堆积等冰情的影响，水流阻力明显增大，过水断面显著减小。因此，它比畅流期同流量下的水位要高，河道槽蓄水量也必然增大，河道中槽蓄水量的多少将直接影响解冻开河时的形势。
3.解冻期
冬末春初，当气温回升和太阳辐射强度增大时，冰盖表面开始融化，融化的水渗入冰盖，逐渐改变冰盖层的结构。随着径流补给的增加，水温随之增高，冰盖进一步消融变薄和变色。
冰盖的消融一般从岸边开始，并逐渐使冰盖脱岸，当水位上涨显著时，冰盖浮起，这时只要有适当的水力或风力条件，就会造成冰盖滑动或开河。根据水力和热力作用的大小，开河的形式可分为文开河、武开河和半文半武开河三种。在以水力作用导致的武开河过程中，当大块的坚硬冰凌在河道里受阻停滞，发生卡塞后，上游急速而来的大量流冰下插上爬，短时间内就可以形成横跨断面、堵塞河道的巨大冰堆，导致冰堆上游水位猛涨，这种现象就叫做“冰坝”。由于冰坝形成和溃决的时间很短，演变过程剧烈，所以它也是凌汛期最为严重的冰情之一。
上述是一般河流冰情现象演变的主要过程，但并非所有的河流都完全如此，比如在黄河下游，有的年份冷暖空气活动频繁，可以在一个凌汛期内出现几次封冻、解冻的过程，所以这种非稳定封冻的河流，其冰情的演变就更为复杂。
黄河下游特殊的地理位置决定了它是一个不稳定的封河河段。黄河下游河道上宽下窄的边界条件给冰凌运行带来了复杂变化。当河道里出现冰塞、冰坝以后，冰凌的大量堆积使水流的边界条件进一步恶化。在黄河下游，由于上段纬度低，气温回升早，冰盖薄，因而解冻开河早，而下游此时冰盖尚处于固封状态，不具备开河条件，借助于上游段水力和热力作用便会造成不具备开河处出现冰坝的现象。冰坝现象对凌汛安全有极大的威胁，黄河下游历年凌汛决口几乎全部是由于冰坝造成的。因此，研究冰坝的形成、发展、消亡规律，摸清不同边界条件、热力和水力条件下各种冰坝的特征，可能出现的规模和危害，提出消除冰坝的应急措施和预筹措施，是当前防凌工作中亟待解决的课题。
冰下过流能力的分析是防凌调度的关键。黄河下游的统计资料表明，不同时期、不同河段的冰下过流能力有很大的差别。冰下过流能力大小又是冰盖是否稳定的一个重要因素，也是能否生成冰塞、冰壩的重要条件。
几十年来，对上述方面的研究虽做了大量工作，但还远没有达到自由王国的阶段，这是因为河冰的形成演变是一个既涉及到河流水力学、泥沙运动力学，又涉及到它形成过程中有关的能量转换作用，以及水从液相到固相状态变化的复杂课题。对黄河冰凌运动规律的研究自80年代以来有了较大的进展。国家八五科技攻关项目有关专题的研究，基本摸清了黄河下游和内蒙古河段不同时期、不同冰情及不同河段冰下过流的定量分析，同时，对冰塞形成机理、冰塞体演变和计算等均获得了新的认识，为今后黄河冰凌的研究打下了坚实的基础。
参考文献:
[1]蔡琳. 黄河防凌工作50年. 人民黄河,1996年12月.