中國(guó)河流冰情

前言

　　冬季在負(fù)氣溫作用下，我國(guó)北方河流普遍存在著冰情問(wèn)題。河流冰情是河冰發(fā)生、發(fā)展和消失過(guò)程反復(fù)出現(xiàn)的綜合。河流冰情的演變規(guī)律取決于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、河流水量、河床地形特性及水動(dòng)力特性。　　我國(guó)黃河以北的河流都有冰情現(xiàn)象發(fā)生，尤其是北方從南向北流動(dòng)的河段，冰壩問(wèn)題十分突出，如黑龍江的上游河段、松花江依蘭以下河段、嫩江上游河段、黃河的寧蒙河段及黃河下游的山東河段等。這些河段冰壩壅水頻繁發(fā)生。水庫(kù)的建設(shè)引起了上、下游河流冰情的變化，樞紐本身也涉及到許多冰情問(wèn)題。在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，河流冰情的變化趨勢(shì)如何，能否消除或承受由此產(chǎn)生的不利影響，取決于能否正確地了解冰情規(guī)律和冰情過(guò)程的發(fā)展特點(diǎn)。這些問(wèn)題包括庫(kù)尾冰塞、冰壩的壅水以及由此帶來(lái)的淹沒(méi)問(wèn)題、壩下不封凍距離的分析以及冰對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響等?！　‖F(xiàn)在，無(wú)論是在研究結(jié)冰過(guò)程、冰蓋的形成和破裂、冰塞壅水計(jì)算、河流或渠道產(chǎn)冰量計(jì)算，還是在冰模型試驗(yàn)技術(shù)等方面，都取得了一定的成就?！　≡诒檠芯糠矫嬗兴删偷膶W(xué)者有：楊賚斐、馬喜祥、熊運(yùn)阜等在應(yīng)用恒定流計(jì)算冰塞壅水方面有一定的成果；馬喜祥、可素娟等在應(yīng)用熱力平衡方程計(jì)算河流或輸水渠道的冰情方面取得了一定的成就；白世錄、孫肇初等在冰物理模型試驗(yàn)技術(shù)方面有較大的創(chuàng)新。另外，有大量的學(xué)者對(duì)冰壩、冰湖產(chǎn)生的成因進(jìn)行了研究。蘇聯(lián)對(duì)河流冰情的研究比較系統(tǒng)，出版有《蘇聯(lián)河流冰情》一書(shū)?！　∩鲜鲅芯砍晒言诙ㄆ诔霭娴碾s志或會(huì)議論文集上發(fā)表，但有關(guān)河流冰情研究的系統(tǒng)性論著較少，目前在國(guó)內(nèi)見(jiàn)到的僅有《蘇聯(lián)河流冰情》一書(shū)。為此，我們編寫(xiě)了本書(shū)，以總結(jié)我國(guó)在河流冰情方面的研究成果。誠(chéng)然，由于水平所限，有些論點(diǎn)可能會(huì)引起爭(zhēng)議，這也是出版本書(shū)的目的之一，希望借對(duì)本書(shū)的爭(zhēng)論來(lái)推動(dòng)我國(guó)河流冰情的研究。

內(nèi)容概要

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，河流兩岸人民的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)日益發(fā)達(dá)，洪災(zāi)造成的損失也不斷加大，防洪減災(zāi)任務(wù)加重。我國(guó)北方河流普遍存在著冰凌問(wèn)題，尤其是冰塞、冰壩災(zāi)害，已嚴(yán)重制約了河流兩岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為此，河流冰情研究在我國(guó)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，取得了豐碩的成果。但這方面的總結(jié)性專(zhuān)葶較少?！吨袊?guó)河流冰情》綜合了我國(guó)冰情方面的研究成果，尤其是冰塞計(jì)算、冰模型試驗(yàn)方面的成果，另外對(duì)河流冰情方面的防災(zāi)減災(zāi)措施和冰壩、冰磧湖潰決洪水方面的研究成果進(jìn)行了簡(jiǎn)略的總結(jié)?！　　吨袊?guó)河流冰情》可供從事河流冰情研究的人員參考。

書(shū)籍目錄

序前言第1章　概論1.1　冰水力學(xué)涉及的問(wèn)題1.2　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3　國(guó)內(nèi)冰情參考文獻(xiàn)第2章　冰的基本物理力學(xué)特性2.1　冰的物理力學(xué)特性2.2　河流結(jié)冰過(guò)程參考文獻(xiàn)第3章　冰塞與冰壩3.1 冰塞3.2　冰壩3.3　冰期輸水3.4　凌汛洪水3.5　冰對(duì)水工建筑物的影響參考文獻(xiàn)第4章　冰水力學(xué)問(wèn)題研究方法4.1　冰情觀測(cè)與凌汛分析4.2　冰湖潰決洪水計(jì)算4.3　凌汛洪水預(yù)報(bào)4.4　凌汛冰害及防治措施4.5　冰水力學(xué)數(shù)學(xué)模擬的研究4.6　冰水力學(xué)試驗(yàn)研究方法4.7 冰對(duì)水工建筑物及橋梁荷載的計(jì)算方法參考文獻(xiàn)第5章　凌汛災(zāi)害與防治措施5.1　凌汛災(zāi)害5.2　黃河下游凌汛成因及防治措施5.3　黃河內(nèi)蒙古段凌汛成因及防治措施5.4　黃河小北干流河段凌汛災(zāi)害成因及其對(duì)策5.5　黑龍江干流大興安嶺段凌汛成因及防治措施5.6　黑龍江上游冰凌災(zāi)害成因及防凌措施5.7　松花江下游冰壩成因分析及對(duì)策5.8　伊犁河干流凌汛成因及防治措施5.9　水庫(kù)防凌調(diào)度分析參考文獻(xiàn)后記

章節(jié)摘錄

　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀　　世界上緯度較高地區(qū)的江河都有冰期。河流封凍以后，由于過(guò)水?dāng)嗝鏉裰茉鲩L(zhǎng)，水力半徑減小，冰蓋的糙率作用以及水浸冰和水內(nèi)冰占去了部分過(guò)水?dāng)嗝娴龋瑥亩鴮?dǎo)致了水流形態(tài)的變化，妨礙正常的發(fā)電和供水，縮短航期，增加水工建筑物的荷載，影響河流泥沙的運(yùn)動(dòng)。因此，江河冰情與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水利工程、交通運(yùn)輸、國(guó)防建設(shè)等都密切相關(guān)，尤其是冰塞、冰壩等嚴(yán)重冰情，還會(huì)給國(guó)計(jì)民生造成巨大的損失?！　?0世紀(jì)，人們?cè)谔接懞恿鳠崃科胶夂秃恿魉疅崃W(xué)的基礎(chǔ)上，揭示了河冰形成的機(jī)理，對(duì)河流封凍、冰厚增消、冰壩和冰塞的形成、解凍和冰凌洪水等冰情進(jìn)行了全面的研究，基于熱力學(xué)和水力學(xué)理論的冰凌數(shù)學(xué)模型的研制也提上了議事E1程，但由于河流熱動(dòng)態(tài)、河冰形成、河流冰情變化等都十分復(fù)雜，因此20世紀(jì)在這方面的研究成果大都是初步的、經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的。21世紀(jì)著重對(duì)河冰形成及河流冰情變化的熱力學(xué)和水力學(xué)機(jī)理繼續(xù)作深入的研究，以促使冰凌數(shù)學(xué)模型E1臻完善。　　1.2.1 國(guó)外的冰情研究　　近年來(lái)，在蘇聯(lián)、加拿大、美國(guó)、日本和北歐等許多國(guó)家，江河冰情的觀測(cè)和研究工作有了迅速的發(fā)展。為適應(yīng)和推動(dòng)這一新興學(xué)科的發(fā)展，由國(guó)際水力研究協(xié)會(huì)發(fā)起，并在聯(lián)合國(guó)教科文組織、國(guó)際水文科學(xué)協(xié)會(huì)、世界氣象組織、國(guó)際冰川學(xué)會(huì)等單位的聯(lián)合倡議下，創(chuàng)建了國(guó)際冰情問(wèn)題委員會(huì)。該委員會(huì)于1970在冰島召開(kāi)了第一屆國(guó)際冰情學(xué)術(shù)討論會(huì)，于1996年在中國(guó)召開(kāi)第十三屆，并于2002年、2004年、2006年、2008年（第十九屆）分別在新西蘭的達(dá)尼丁、俄羅斯的彼得堡、日本的札幌、加拿大的溫哥華召開(kāi)了最近的四屆國(guó)際冰情學(xué)術(shù)討論會(huì)。平均兩年一次的國(guó)際冰情學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，有力地推動(dòng)了這一研究工作的開(kāi)展?！　∧壳?，許多國(guó)家的有關(guān)學(xué)者，在對(duì)冰情觀測(cè)的基礎(chǔ)上，正越來(lái)越多地運(yùn)用物理模型和數(shù)值模型的方法，著手解決河冰研究工作中的一些難題，研究水平亦Et益提高。從早期的研究成果看，它所涉及的內(nèi)容僅局限于河冰的形成及其對(duì)水工建筑物的作用方面。近年來(lái)，對(duì)地球上水資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用，對(duì)低溫禁區(qū)和海洋的開(kāi)發(fā)，生物冷凍復(fù)蘇試驗(yàn)以及對(duì)南北極觀察研究等方面的影響，促使江河冰情研究的范圍逐步擴(kuò)大。從最近發(fā)表的大量的有關(guān)文獻(xiàn)來(lái)看，目前對(duì)河冰的研究?jī)?nèi)容可以歸納為以下幾個(gè)方面。

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