河流冰情
正文
河水因熱量變化所產生的結冰、封凍和解凍現象。當河水溫度降至0°C並略呈過冷卻時,河水表面和水內迅即出現冰象，經過淌凌，達到全河封凍。春季當太陽輻射增強,氣溫高於0°C時，河冰迅速融化，經過淌凌，直至全河解凍，冰情終止。自古人們就取河冰消暑和儲存食品，利用河冰作為渡橋，方便交通。河冰也給人類帶來危害。河道封凍，航運中斷；河道冰花含量增多，會堵塞水庫引水口攔污柵；冰層的膨脹常導致建築物和護坡的破壞；冰塞和冰壩常釀成嚴重水災。結冰過程 當氣溫下降到0°C以下,水面蒸發的水分子凍成冰晶，落回水面，水中出現凝結核，產生水面或水中冰晶。河流凍結過程包括薄冰、岸冰、水內凍的形成和流冰等過程。薄冰：河水溫度冷卻至 0°C時，水面形成冰晶。初成的冰晶體被釋放的潛熱融化，河水紊動使凍結放出的熱量（結冰熱）逸出河面，河水出現過冷卻狀態，水面又產生冰晶體。繼續過冷卻，至零下百分之幾度時，較多的冰晶體聚集在一起，形成鬆散易碎的薄冰。岸冰：或稱冰凇，河岸因岩土失熱較快，岸邊河水流速較低，冰晶體生成較早。初生岸冰呈薄而透明的冰層，固定在岸邊，如河水冷卻較快，厚度和寬度迅速增長。河中冰花因水流和風的作用，在岸邊聚集，凍結成沿岸冰帶,稱沖積岸冰。水內冰：發生岸凍的同時,如流速降低，河水記憶體在低於零度的過冷卻水，便在過冷卻水的任何部位產生冰晶體，結成多孔而不透明的海綿狀冰團，稱為水內冰，或稱深冰。在河底附著的稱為底冰或錨冰。懸浮狀態的冰屑，稱為冰花。水內凍的數量由水面向河底遞減。中國東北和西北的一些河流，由於坡陡流急，含沙少，冬季氣溫低，河水處於過冷卻狀態，只在河底礫石間流速最低，故最先結成底冰。底冰增大露出水面的稱冰礁。流冰（又稱流凌）：水內凍的體積不斷增大,浮至水面，與河面冰晶等順流而下稱流冰,或秋季淌凌。（見彩圖) 封凍過程 河流封凍經歷冰蓋形成與冰蓋增厚兩個階段。當流冰冰質較硬，呈圓盤狀，而且寬度大於整個水面寬約70％時，在排泄不暢的狹窄段、陡彎和淺灘等處，凌塊受阻，互相凍結，逆流而上，形成冰蓋，出現封凍。封凍冰面較平整的稱平封，若凌塊受水流或風力作用呈傾斜疊置的稱立封。封凍初期，有些仍敞露的自由水面稱清溝(見圖)。清溝與冷空氣接觸，不斷產生過冷卻水和冰晶體，成為下游冰花的來源。當封凍冰層下有足夠數量的冰花時，河道被冰花和細碎冰阻塞，稱冰塞。在一定條件下，可形成長距離的冰塞段，影響水流排泄,使上游水位上漲。冰蓋主要是在冰下增厚,也可以從冰面增厚。冰厚增長一般與負累積氣溫值有較好的線性關係。在中、小河流上，冰蓋增厚直至河底，稱連底凍。
解凍過程 在氣溫回升至 0°C以後，河冰迅速融化。冰面如有極薄的一層塵土，會加速凍的融化。河岸土壤吸熱較冰層多，沿岸冰層首先消融，出現自由水面，稱脫岸。如果上游來水溫度較高,會加速冰蓋下部融化,由於水流或大風作用，產生冰層滑動，甚至斷裂。碎冰順流而下稱春季淌凌。河流解凍期間,如氣溫升高很快,或上游來水突然增加，可使河冰突然破裂，迅速解凍，此稱武開河解凍形勢。如上游適時運用水工建築物，控制下泄流量，分段解凍，冰凌暢流而下，此稱文開河解凍形勢。流冰有時在河段堆積卡塞，形成冰壩。冰壩多發生在自南向北的河段上，如黃河山東、內蒙河段，松花江依蘭河段等。冰壩形成後，上游水位猛烈抬升，極易造成淹沒。冰壩潰決時，河水迅速下泄，流冰多而密集，對沿河水工建築物的威脅很大。（見彩圖) 冰情預報 包括流凌日期、封凍日期、冰厚、冰蓋承載能力、解凍形勢、解凍日期、解凍最高水位、最大流量及出現日期、水庫調蓄後冰情預報等項。預報方法有熱力因素指標法、水力因素指標法、上下游冰情相關法、熱量平衡法等。
