江河冰凌災害

冰凌洪水造成河道堤防決溢、泛濫而形成的災害。冰凌的撞擊力和膨脹力會導致水利工程設施、沿岸建築物的破壞;冰凌影響水力發電、航運、供水等,給人民生產生活帶來不便。

冰凌對防洪工程的危害

按照冰凌洪水的成因,災害可分為兩類:①冰塞洪水災害,通常發生在封凍初期。河流由低緯度流向高緯度或狹窄彎曲河段、陡坡到緩坡過渡河段或水庫的回水末端等,常出現此類災害。②冰壩洪水災害,通常發生在解凍開河期。上游段冰蓋迅速解體,沿程流量增大,鼓裂冰蓋,大塊流冰受阻後集結形成冰壩,促使河道水位驟升,漫決或潰決堤防,造成災害。冰壩洪水災害的特點是流量小,水位高,變化快。中國黃河下游1855~1938年的84年中有27年70次凌汛決口記錄,絕大多數為冰壩洪水災害。1951年和1955年初春,黃河冰凌堵塞河道.在利津王莊、五莊附近河段形成冰壩,河道水位陡漲,造成大堤決口,淹沒耕地8.7萬公頃,受災人口26萬,給泛區造成很大損失。1973年春,松花江下游樺川縣形成冰壩後,水位最大漲率為2.40m/h,灘區耕地被淹.平地水深1.0~1.5m.沖毀水利設施37處,倒房200餘間,淹死牲口近100頭。1981年春,松花江依蘭至富錦長365km河段上出現冰壩16處,高6~13m.河道積聚大量冰塊,江河水位迅速上漲,冰水橫溢,佳木斯近郊和依蘭、樺川兩縣被淹,損毀耕地1萬多公頃。

冰凌對水工建築物的破壞

流冰對水工建築物的撞擊作用和結冰對建築物的膨脹壓力,都可能因超過建築物本身的強度而發生破壞。如:①1962年春黃河解凍開河時,黃河上游烏達鐵路橋橋墩受浮冰群的撞擊,橋身猛烈晃動,振幅達2.13mm,比火車在橋上行駛時的允許振幅大10餘倍,造成停車。②1909年,俄羅斯葉尼塞河發生冰壩,24h水位上漲12m,使許多船隻遭受嚴重破壞。③1938年春,美國尼亞加拉河形成冰壩,將一座鋼結構拱橋全部摧毀。冰凍、冰膨脹力、冰壓力常引起高寒地區土石壩壩坡的破壞,冰脹使護坡發生隆起、拱翹(架空)、脹裂、錯位、砌體間隙加大:春季開化後護坡不能復位,幾次凍融間隙不斷擴大,以致反濾、墊層失去保護,發生鬆動,抗剪強度降低,沿凍融界面下滑、塌陷(即融沉);遇風浪和降雨沖刷,導致護坡塌滑,大面積破壞;在冰壓力作用下,冰層會沿壩面向上滑動和翹起,使護坡整體向上推移、局部隆起及護坡與凍土層一起沿凍融界面整體上推,造成壩坡破壞。

冰凌對水力發電的影響

據曾經發生過的事故,主要有以下11個類型:①引水渠首前河道封凍,主流改道,無法引水。②在引水渠首,冰洪造成冰塊大量堆積和堵塞。③引水渠道冰塞、冰水漫堤,沖毀渠道。④壓力前池冰壅封凍。⑤冰塊大,排冰閘門尺寸小,無法排冰。⑥排冰閘門被凍結,無法開啟。⑦排冰舌瓣閘門起吊鋼絲繩被冰剪斷。⑧攔污柵被冰封凍堵死。⑨溢洪閘門被冰蓋靜壓力破壞。⑩壓力鋼管內結冰,過水斷面減少或被冰堵死。⑪退水渠過冰不暢,退冰無出路等。中國新疆地區引水式水電站常因冰凌堵塞停止運轉,阿克蘇河勝利渠一級電站在1965年、1966年中,冰害迫使其停止運轉10次以上,最長一次達1個月。中國青海、西藏地區小水電冬季冰害更是不斷發生。美國尼亞加拉河上游的伊利湖,在冬季經常結冰,湖冰初形成或遇有凌厲風暴時,水位劇烈變化.冰蓋碎裂,大塊湖冰流進河道,使該河的大型水電站中斷電力生產,並引起河道嚴重堵塞和冰水泛濫。

冰凌對引水渠道的影響

冬季引水因氣溫低容易造成渠道封凍,過水斷面減少或冰凌堵塞渠道影響引水,尤其流向由南向北的供水渠道,帶冰輸水流速如較大,一旦封凍,則可能發生冰塞現象,漫決渠道造成冰凌災害。1974年冬季,黃河下游齊河潘莊閘門漏水,渠道結冰,分水後,渠道過水能力降低,此時氣溫較低,渠道封凍後冰凌堵塞,致使禹城一帶渠道漫決,淹沒耕地造成災害。另外,水結冰凍裂輸水管道;水在閘門槽內凍結影響閘門運轉;港口封凍影響船隻停靠與航行;冰凍期建築施工,不僅要採取保暖措施,耗費較多的人力、物力,且影響施工質量。

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