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摘要:黑龍江省是農(nóng)業(yè)大省,也是水利大省,河流眾多,受冬季氣候寒冷影響,會(huì)產(chǎn)生河流冰情,在冰情產(chǎn)生后,會(huì)產(chǎn)生河道治理、凌汛期防汛、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴膯栴},本文對(duì)于河流冰情的觀察方法進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上提出對(duì)策建議。
關(guān)鍵詞:河流;冰情;觀察方法
一、概述
黑龍江省是農(nóng)業(yè)大省,也是水利大省,河流眾多,受冬季氣候寒冷影響,會(huì)產(chǎn)生河流冰情,在冰情產(chǎn)生后,會(huì)產(chǎn)生河道治理、凌汛期防汛、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴膯栴}。所謂河流冰情是指冬季河流隨著氣溫、水利條件、地理變化等因素而發(fā)生的結(jié)冰、封冰和解凍等現(xiàn)象。在冰情觀察過程中首先要明確冰情中的三個(gè)階段,一是結(jié)冰期,結(jié)冰期一般自每年秋末開始至河道水面封冰期之前,在這一階段結(jié)冰一般從岸邊開始,特別是河流緩慢大的河灣以及靜水邊,形成透明的冰帶稱之為初生岸冰。當(dāng)溫度繼續(xù)下降后,初生岸冰成為牢固冰帶時(shí),稱之為固定岸冰。二是封冰期,封冰期是河流結(jié)成冰層到冰層融裂開始流冰階段,河流封凍前,一般發(fā)生流冰及流冰花等現(xiàn)象。通常用疏密度來表示其流冰的數(shù)量。三是解冰期,從春季流水開始至全部融冰之日為止稱之為解冰期,在這個(gè)階段在可見范圍內(nèi)已經(jīng)沒有固定的蓋面冰層,或河心融冰面積已大于河段總面積的百分之二十時(shí),稱之為解冰。解冰是由于熱力、水力作用面使冰層解體,直至開河。
二、各冰期的冰情觀察方法
岸冰,對(duì)于岸冰的觀察主要是為河流封冰過程、冰期流量資料整理、編輯以及封凍預(yù)報(bào)提供數(shù)據(jù)參考。岸冰的觀測(cè)范圍可以在觀測(cè)站測(cè)流斷面上下游一定距離內(nèi)的河段兩岸進(jìn)行觀察。通過觀察岸冰的生成、發(fā)展和消失的過程,以及影響岸冰消失的氣溫、水溫、流速等變化過程,來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集和整理,岸冰觀察的次數(shù)取決于影響岸冰的各個(gè)因素特征分析為決定因素。對(duì)于岸冰的觀察主要是觀察影響岸冰形成、發(fā)展和消失的氣溫、水溫、流速、開河時(shí)間等數(shù)據(jù)指標(biāo),為繪制累積氣溫與岸冰增長(zhǎng)關(guān)系圖,固定斷面岸冰、水深、流速橫向分析圖,以及流速與岸冰增寬速度關(guān)系圖等提供數(shù)據(jù)支持。
水內(nèi)冰,水內(nèi)冰是冰期的主要觀察冰情現(xiàn)象,觀測(cè)研究水內(nèi)冰主要是分析其成因、發(fā)展過程以及特征,通過對(duì)水內(nèi)冰的觀察能夠有助于冰期測(cè)驗(yàn)工作,為水利發(fā)電工作更好更快的開展提供數(shù)據(jù)分析支持。水內(nèi)冰是指結(jié)于河底或者水中物體上的冰體,其形狀多為海綿體多孔而不透明的冰體。秋末冬初結(jié)冰期主要的冰情特征是水內(nèi)冰,其形成的條件主要是敞露的水面過冷卻,水流紊亂和結(jié)晶的核子。觀察水內(nèi)冰主要是觀察水內(nèi)冰、河底冰以及冰花量等,主要觀察水內(nèi)冰、河底冰以及冰花量形成、發(fā)展和消失的過程,通過對(duì)水內(nèi)冰產(chǎn)生的條件和在斷面上分布的特征,結(jié)晶狀態(tài)以及透明度、摻雜物,河底冰的上浮情況,冰花量以及結(jié)冰量等數(shù)據(jù)的觀察,實(shí)現(xiàn)水內(nèi)冰數(shù)據(jù)的收集和整理。
冰塞,大量的冰花堆積在河段蓋面冰的冰底下,堵塞過水?dāng)嗝妫斐珊恿鞑粫骋约吧嫌嗡慧崭叩默F(xiàn)象即為冰塞。冰塞壅水對(duì)于城鎮(zhèn)、廠礦以及水利建筑物都不同程度的構(gòu)成一定的危害,冰塞對(duì)于測(cè)站水位流量關(guān)系也有一定的影響,所以對(duì)于冰塞的形成過程應(yīng)作為冰情觀察的重點(diǎn)。對(duì)于冰塞的觀察,主要是測(cè)定冰塞的位置、形狀、冰量、特征等。冰塞位置容易發(fā)生在水面比降轉(zhuǎn)折的河段和彎道,清溝下游處,水庫(kù)末端等位置。為研究冰花積累情況、分布形狀以及演變規(guī)律,在冰塞河段應(yīng)布置足夠的測(cè)量斷面和測(cè)點(diǎn),斷面間距不應(yīng)過長(zhǎng),以滿足研究冰花演變規(guī)律為度。測(cè)次應(yīng)根據(jù)冰塞演變過程而定。對(duì)冰塞形成條件的研究,應(yīng)將重點(diǎn)放在氣象以及水力田間,特別是水力條件的影響。例如比降變化、彎道、斷面棉花以及水速變化等。
冰壩,流冰期冰塊流至河道束狹、急彎、淺灘處大量堆積,使河道阻塞,由于冰塊不斷堆積,橫跨斷面,上游水位顯著抬高,即為冰壩。冰壩觀測(cè)的內(nèi)容主要是水位、冰情目測(cè)、冰壩體積測(cè)定以及冰壩平面圖、縱橫斷面圖等。水位觀測(cè)的目的是為了用水位來分析冰壩的形成、生長(zhǎng)、破裂到消失的過程,一般以水位變化為主,因?yàn)楸鶋慰v斷面在頭部變化較為劇烈,觀察次數(shù)應(yīng)多次觀測(cè)。同時(shí),還要進(jìn)行冰壩河段冰情觀測(cè)。結(jié)合冰情目測(cè),在整個(gè)冰壩形成前后和發(fā)展過程以及消失過程中,選取有代表性的階段繪制冰情圖。冰壩體積測(cè)算可用經(jīng)緯儀在冰壩上下游較高的基點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試,然后通過估算取得相應(yīng)的數(shù)據(jù)值。
冰情觀測(cè)中目測(cè)是較為常用的觀測(cè)方法,冰情目測(cè)是在水位觀測(cè)以前或以后進(jìn)行,主要采取由遠(yuǎn)及近,由面到點(diǎn),先岸邊后河中的觀測(cè)順序。在具體觀測(cè)中,按照登臨冰情觀測(cè)點(diǎn),綜覽河段冰情情況,在岸邊觀測(cè)岸冰寬,了解有無水內(nèi)冰,冰淞、冰花等現(xiàn)象,發(fā)生特殊冰情時(shí),到特殊冰情地點(diǎn)觀測(cè)并了解其結(jié)構(gòu)情況,隨時(shí)將目測(cè)和了解的情況,進(jìn)行記錄,對(duì)于文字表述不清晰的可以采取繪制草圖及拍照等方式進(jìn)行資料收集。
三、結(jié)束語
黑龍江省是農(nóng)業(yè)大省,也是水利大省,河流眾多,受冬季氣候寒冷影響,會(huì)產(chǎn)生河流冰情,在冰情產(chǎn)生后,會(huì)產(chǎn)生河道治理、凌汛期防汛、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴膯栴}。通過對(duì)冰情的觀測(cè)能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水利安全等提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料,為更好的發(fā)展農(nóng)業(yè)和水利提供決策支持的數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料支撐。