冰塞,是指封冻冰盖下面堆积大量冰花、冰块,阻塞部分过水断面,造成上游河段水位壅高的现象。冰塞缩小了河流过水断面,使上游水位被迫提高,甚至高于洪水位,也会造成严重事故。
中文名:
冰塞
外文名:
Ice jam
特点:
会造成严重事故
一般冰塞:
河道封冻初期

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演变过程

冰塞多发生在河流封冻初期。冰塞分为形成、稳定、消融三个阶段:
①形成阶段:上游流来的冰花、冰块,潜入冰盖之下,首先堆积于封冻前缘处附近,当冰塞体与流来的冰花、冰块的摩阻力大于水流动力时,冰塞体继续发展,过水断面面积继续缩小,同时有部分冰花、冰块通过该断面使冰塞体向下游发展。随着冰塞体的不断发展,阻水程度越来越严重,冰塞体上游的水位逐渐壅高,水面比降变缓。当封冻边缘处的流速小于冰花下潜的流速时,冰花冰块不再下潜而平铺上溯,冰塞即停止发展。
②稳定阶段:冰塞河段的比降、流速、过水断面面积和冰塞体积,均保持在相对稳定的状态。组成冰塞体的最大冰量及最高壅水水位就出现在此阶段。
③消融阶段:春季,随着气温的升高,冰塞河段水温转至O℃以上,冰塞体不断上融下化,冰塞体减小,过水断面面积增大,槽蓄水量逐渐释放,河水位下降,冰塞塌陷解体消融。

形成条件

冰塞的形成需具备下列3个条件:①一定的河道形态。冰塞的形成多在河道比降由陡突然变缓的河段,水库回水末端,河流入海、入湖或支流入干流的河口地区,河流的急弯段、狭窄段,这些河段的共同特点是输冰能力显著降低。②充足的冰花、冰块。冰塞处上游未封冻河段,有大量的冰花、冰块向下游流动,这是形成冰塞的物质条件。③封冻冰盖前缘处的流速需大于某临界值,即
式中,Fr为弗劳德数:V为冰盖前缘处的平均流速,m/s;g为重力加速度;H为冰盖下平均水深,m。当Fr>0.08时,冰花、冰块能潜入冰盖下,形成冰塞。当Fr<0.08时,冰花、冰块不能潜入冰盖下,而是在冰盖前缘平铺上溯,使冰盖向上游发展。

特点

冰塞由冰花、冰块组成,形成后持续时间较长,有的可达数月。冰塞消失时,一般无明显的凌峰产生,与冰坝相比,危害较小。

冰塞的影响

一般冰塞 河道封冻初期,冰盖下堆积的大量冰块和絮冰,堵塞部分过水断面,程度不同地影响水流畅通。
严重冰塞 河道封冻后的冰盖下过水断面,为流冰和冰絮堵塞的面积达70%以上,上游来水来冰不能下泄,壅高上游水位,甚至造成漫滩。

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