河流冰情

[外文]：river ice regime

河水因热量变化所产生的结冰、封冻和解冻现象。当河水温度降至0°C并略呈过冷却时，河水表面和水内迅即出现冰象，经过淌凌，达到全河封冻。春季当太阳辐射增强，气温高于0°C时，河冰迅速融化，经过淌凌，直至全河解冻，冰情终止。自古人们就取河冰消暑和储存食品，利用河冰作为渡桥，方便交通。河冰也给人类带来危害。河道封冻，航运中断；河道冰花含量增多，会堵塞水库引水口拦污栅；冰层的膨胀常导致建筑物和护坡的破坏；冰塞和冰坝常酿成严重水灾。

当气温下降到0°C以下，水面蒸发的水分子冻成冰晶，落回水面，水中出现凝结核，产生水面或水中冰晶。河流冻结过程包括薄冰、岸冰、水内冰的形成和流冰等过程。薄冰：河水温度冷却至 0°C时，水面形成冰晶。初成的冰晶体被释放的潜热融化，河水紊动使冻结放出的热量（结冰热）逸出河面，河水出现过冷却状态，水面又产生冰晶体。继续过冷却，至零下百分之几度时，较多的冰晶体聚集在一起，形成松散易碎的薄冰。岸冰：或称冰凇，河岸因岩土失热较快，岸边河水流速较低，冰晶体生成较早。初生岸冰呈薄而透明的冰层，固定在岸边，如河水冷却较快，厚度和宽度迅速增长。河中冰花因水流和风的作用，在岸边聚集，冻结成沿岸冰带，称冲积岸冰。水内冰：发生岸冰的同时，如流速降低，河水内存在低于零度的过冷却水，便在过冷却水的任何部位产生冰晶体，结成多孔而不透明的海绵状冰团，称为水内冰，或称深冰。在河底附着的称为底冰或锚冰。悬浮状态的冰屑，称为冰花。水内冰的数量由水面向河底递减。我国东北和西北的一些河流，由于坡陡流急，含沙少，冬季气温低，河水处于过冷却状态，只在河底砾石间流速较低，故最先结成底冰。底冰增大 水面的称冰礁。流冰（又称流凌）：水内冰的体积不断增大，浮至水面，与河面冰晶等顺流而下称流冰，或秋季淌凌。（见彩图)

河流封冻经历冰盖形成与冰盖增厚两个阶段。当流冰冰质较硬，呈圆盘状，而且宽度大于整个水面宽约70％时，在排泄不畅的狭窄段、陡弯和浅滩等处，凌块受阻，互相冻结，逆流而上，形成冰盖，出现封冻。封冻冰面较平整的称平封，若凌块受水流或风力作用呈倾斜叠置的称立封。封冻初期，有些仍敞露的自由水面称清沟(见图)。清沟与冷空气接触，不断产生过冷却水和冰晶体，成为下游冰花的来源。当封冻冰层下有足够数量的冰花时，河道被冰花和细碎冰阻塞，称冰塞。在一定条件下，可形成长距离的冰塞段，影响水流排泄，使上游水位上涨。冰盖主要是在冰下增厚，也可以从冰面增厚。冰厚增长一般与负累积气温值有较好的线性关系。在中、小河流上，冰盖增厚直至河底，称连底冻。

在气温回升至 0°C以后，河冰迅速融化。冰面如有极薄的一层尘土，会加速冰的融化。河岸土壤吸热较冰层多，沿岸冰层首先消融，出现自由水面，称脱岸。如果上游来水温度较高，会加速冰盖下部融化，由于水流或大风作用，产生冰层滑动，甚至断裂。碎冰顺流而下称春季淌凌。河流解冻期间，如气温升高很快，或上游来水突然增加，可使河冰突然破裂，迅速解冻，此称武开河解冻形势。如上游适时运用水工建筑物，控制下泄流量，分段解冻，冰凌畅流而下，此称文开河解冻形势。流冰有时在河段堆积卡塞，形成冰坝。冰坝多发生在自南向北的河段上，如黄河山东、内蒙河段，松花江依兰河段等。冰坝形成后，上游水位猛烈抬升，极易造成淹没。冰坝溃决时，河水迅速下泄，流冰多而密集，对沿河水工建筑物的威胁很大。（见彩图)

包括流凌日期、封冻日期、冰厚、冰盖承载能力、解冻形势、解冻日期、解冻较高水位、较大流量及出现日期、水库调蓄后冰情预报等项。预报方法有热力因素指标法、水力因素指标法、上下游冰情相关法、热量平衡法等。