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摘要:黑龍江省是農業大省,也是水利大省,河流眾多,受冬季氣候寒冷影響,會產生河流冰情,在冰情產生后,會產生河道治理、凌汛期防汛、交通運輸等方面的問題,本文對于河流冰情的觀察方法進行分析,并在此基礎上提出對策建議。
關鍵詞:河流;冰情;觀察方法
一、概述
黑龍江省是農業大省,也是水利大省,河流眾多,受冬季氣候寒冷影響,會產生河流冰情,在冰情產生后,會產生河道治理、凌汛期防汛、交通運輸等方面的問題。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生的結冰、封冰和解凍等現象。在冰情觀察過程中首先要明確冰情中的三個階段,一是結冰期,結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。當溫度繼續下降后,初生岸冰成為牢固冰帶時,稱之為固定岸冰。二是封冰期,封冰期是河流結成冰層到冰層融裂開始流冰階段,河流封凍前,一般發生流冰及流冰花等現象。通常用疏密度來表示其流冰的數量。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,在這個階段在可見范圍內已經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,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、編輯以及封凍預報提供數據參考。岸冰的觀測范圍可以在觀測站測流斷面上下游一定距離內的河段兩岸進行觀察。通過觀察岸冰的生成、發展和消失的過程,以及影響岸冰消失的氣溫、水溫、流速等變化過程,來實現數據的收集和整理,岸冰觀察的次數取決于影響岸冰的各個因素特征分析為決定因素。對于岸冰的觀察主要是觀察影響岸冰形成、發展和消失的氣溫、水溫、流速、開河時間等數據指標,為繪制累積氣溫與岸冰增長關系圖,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系圖等提供數據支持。
水內冰,水內冰是冰期的主要觀察冰情現象,觀測研究水內冰主要是分析其成因、發展過程以及特征,通過對水內冰的觀察能夠有助于冰期測驗工作,為水利發電工作更好更快的開展提供數據分析支持。水內冰是指結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。秋末冬初結冰期主要的冰情特征是水內冰,其形成的條件主要是敞露的水面過冷卻,水流紊亂和結晶的核子。觀察水內冰主要是觀察水內冰、河底冰以及冰花量等,主要觀察水內冰、河底冰以及冰花量形成、發展和消失的過程,通過對水內冰產生的條件和在斷面上分布的特征,結晶狀態以及透明度、摻雜物,河底冰的上浮情況,冰花量以及結冰量等數據的觀察,實現水內冰數據的收集和整理。
冰塞,大量的冰花堆積在河段蓋面冰的冰底下,堵塞過水斷面,造成河流不暢以及上游水位壅高的現象即為冰塞。冰塞壅水對于城鎮、廠礦以及水利建筑物都不同程度的構成一定的危害,冰塞對于測站水位流量關系也有一定的影響,所以對于冰塞的形成過程應作為冰情觀察的重點。對于冰塞的觀察,主要是測定冰塞的位置、形狀、冰量、特征等。冰塞位置容易發生在水面比降轉折的河段和彎道,清溝下游處,水庫末端等位置。為研究冰花積累情況、分布形狀以及演變規律,在冰塞河段應布置足夠的測量斷面和測點,斷面間距不應過長,以滿足研究冰花演變規律為度。測次應根據冰塞演變過程而定。對冰塞形成條件的研究,應將重點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。冰壩觀測的內容主要是水位、冰情目測、冰壩體積測定以及冰壩平面圖、縱橫斷面圖等。水位觀測的目的是為了用水位來分析冰壩的形成、生長、破裂到消失的過程,一般以水位變化為主,因為冰壩縱斷面在頭部變化較為劇烈,觀察次數應多次觀測。同時,還要進行冰壩河段冰情觀測。結合冰情目測,在整個冰壩形成前后和發展過程以及消失過程中,選取有代表性的階段繪制冰情圖。冰壩體積測算可用經緯儀在冰壩上下游較高的基點上進行測試,然后通過估算取得相應的數據值。
冰情觀測中目測是較為常用的觀測方法,冰情目測是在水位觀測以前或以后進行,主要采取由遠及近,由面到點,先岸邊后河中的觀測順序。在具體觀測中,按照登臨冰情觀測點,綜覽河段冰情情況,在岸邊觀測岸冰寬,了解有無水內冰,冰淞、冰花等現象,發生特殊冰情時,到特殊冰情地點觀測并了解其結構情況,隨時將目測和了解的情況,進行記錄,對于文字表述不清晰的可以采取繪制草圖及拍照等方式進行資料收集。
三、結束語
黑龍江省是農業大省,也是水利大省,河流眾多,受冬季氣候寒冷影響,會產生河流冰情,在冰情產生后,會產生河道治理、凌汛期防汛、交通運輸等方面的問題。通過對冰情的觀測能夠為農業生產、水利安全等提供相應的數據資料,為更好的發展農業和水利提供決策支持的數據和文獻資料支撐。