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冰情预报

也称冰凌预报,对于有冰期的江河湖库或其他水体,根据有关热力、水力等因素和冰情资料,分析冰情的形成和变化规律,对未来的冰情作科学的预测,为防凌、发电、灌溉、航运、供水、施工和国防等提供依据。发展史 中国早在公元前11世纪《易经》中就有冰情方面的记载,到了明朝有了对天文和气象因素与封冻和开河之间关系的记述。但是

也称冰凌预报,对于有冰期的江河湖库或其他水体,根据有关热力、水力等因素和冰情资料,分析冰情的形成和变化规律,对未来的冰情作科学的预测,为防凌、发电、灌溉、航运、供水、施工和国防等提供依据。

发展史 中国早在公元前11世纪《易经》中就有冰情方面的记载,到了明朝有了对天文和气象因素与封冻和开河之间关系的记述。但是,观测研究工作却始于19世纪下半期。俄国沃耶依科夫(A.H вoeнков)所著《俄国的河流》和《我们的河流》中叙述了凌汛报警所需要的观测研究工作,到了20世纪30年代,苏联开始应用天气分析作冰情预报,此后又不断有所发展,其他如加拿大,美国等,也相继开展了此项工作。

中国于1949年以后,首先在黄河的内蒙古及山东河段和东北的松花江等一些北方河流上开展了部分主要冰情项目的预报,分析了封河和开河的热力、水力因素,建立了封河、开河日期和开河最高水位等经验关系。并根据热量平衡原理建立了累计负气温与冰厚的关系,1962年到1964年在黄河上游修建刘家峡水库时,开展了冰塞观测,分析了形成冰塞的水力条件,建立了冰塞预报方法,同时建立了黄河下游冰量和开河最大流量的预报方法及松花江等河流的冰坝预报方法,此外还在某些封冻河流的水库下游,提出了不封冻距离的计算方法,并在冰情严重的大江大河上逐步建立起冰情测报系统。

短期预报 短期预报项目主要有封河日期、开河日期、冰厚、冰量、冰塞、冰坝最高水位、凌洪流量等,预报方法主要以热量平衡为基础,应用热力、水力等因素与冰情建立关系,建立冰情预报方法时一般只应用主要的热力因素,并用流量表示水力因素。

预报方法分为经验和成因两类,经验方法又分为完全经验法和有物理基础的统计法。完全经验法以大量观测资料为依据,建立纯经验关系,如河段上下游站的封河(开河)日期相关图,同一站(或河段)的流冰开始日期和封冻日期相关图等,统计法是在物理成因分析基础上建立的统计方法,如相应流量和相应水温为参变数的气温转正日期与开河日期相关图等。成因方法是根据热量平衡原理和水力学理论建立的计算方法,如应用热量平衡方程式预报见冰日期,即应用下列不等式表示水面开始见冰的热量平衡方程式:

冰情预报

式中 Twn为断面或整个水深的平均水温;αn为水气交界的热交换系数;W为水面失热量。当Twn时即为见冰时间。

长期预报 长期预报的项目有封河日期、冰量、冰厚、开河日期等;预报方法主要是水文气象法和数理统计法,前者为以前期大气环流特征或有关气象因素和冰情建立经验关系,如大气环流法。后者为以冰情演变的统计规律建立预报方法,如概率统计法。

由于冰情变化十分复杂,加之观测研究不足,许多冰情的形成变化规律尚没有完全搞清,并且冰情预报所依据的气象因素往往需要天气预报来提供,因而冰情预报的误差较大。为此首先要加强观测研究,全面观测各种冰情的生消变化过程;进一步开展热量平衡,冰凌水力学、冰力学等试验研究,探讨各种冰情的物理机制,把水文与气象有机地结合起来。