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冰坝

冰块流至河道狭窄、浅滩、多弯处受阻停滞或流至仍处于固封状态的冰盖前缘,流冰下潜上爬堆积呈坝状,严重阻塞河道过水断面,使上游水位显著壅高。冰坝形成是多种因素综合作用的结果,主要条件可归纳为:①河流中有足够的冰量。

冰块流至河道狭窄、浅滩、多弯处受阻停滞或流至仍处于固封状态的冰盖前缘,流冰下潜上爬堆积呈坝状,严重阻塞河道过水断面,使上游水位显著壅高。冰坝形成是多种因素综合作用的结果,主要条件可归纳为:①河流中有足够的冰量。水流内有源源不断的大量的冰花和底冰的滋长;由于风或其它原因引起的湖泊或支流出口上游的天然冰堆的崩溃,致使大量冰块突然释放到干流中来;气温的突然升高或位于上游的大量热流的注入,使上游的冰盖解体,迅速转移到下游。②具有输移冰凌的水流条件。水流速度是输移冰凌的动力。在同样的边界条件下解冻开河时的流速大小取决于前期河槽蓄水增量的变化,槽蓄增量愈大,释放时挟冰能力也愈强,这时易产生冰坝。③有阻止流冰下泄的障碍。狭窄的河道、急湾、桥孔跨小、调节水流的建筑物、沙滩、岛屿以及从河岸伸出的坚固岸冰;极端寒冷的条件下,由坚固的岸冰、底冰导致河流广泛地冻结和阻塞;湖(或湾)冰被强风驱进河口,并搁浅在比较浅的河段;退潮时大块浮冰搁浅在河口段;水面比降的突然变缓、河宽增加、水深减小以及流速降低等。

冰坝的产生还与当年气温变化有很大的关系,极端寒冷会使动力清沟的下游端产生冰塞,强烈降温能使纬度差较大的江河流冰量增加和下游冰质增强,从而导致解冻期严重凌汛的发生。在寒潮前后气温的大幅升降,往往造成某些河流一年内发生几封几开的严重凌汛现象;解冻期气温的急剧回升,使流向由低纬度到高纬度的河段形成武开河(见解冻);河流解冻前夕一次较大降雨也会加速融冰,促使很快解冻,造成槽蓄水量的急剧释放,形成凌峰,产生冰坝。

冰坝形成后,将导致上游河段水位显著上涨,当冰坝承受不了上游河段的冰、水压力时,则冰坝会突然崩溃,冰水俱下,迫使下游节节开河,导致冰量、槽蓄水量再度集结,形成凌洪。一旦再形成卡冰结坝仍会造成严重的凌汛危害。冰坝的基本形态一般分为头部和尾部。头部位于河段下游,由多层冰组成,并向两岸扩展。尾部是自下而上由一层冰组成,位于河槽中,一般不向两岸扩展(见图)。

冰坝示意图

冰塞与冰坝虽然都是由冰凌阻塞而引起上游涨水的现象,但两者之间有明显的区别,主要有:①冰塞多发生于封冻初期,冰坝多发生于解冻期;②冰塞由冰花、碎冰组成。冰坝由块大质坚的冰块组成;③冰塞形成后持续时间长,有的可达数月之久。冰坝形成后持续时间短,短者仅几小时。长者也多在十天之内;④冰塞消失时无明显凌峰产生,冰坝溃决时常有凌峰产生,且一般沿程递增;⑤冰塞河段,沙质河床有较长距离冲刷,冰坝河段仅在头部,河床有局部冲刷;⑥冰坝所造成的危害远大于冰塞所造成的危害。