冰凌现象

凌汛是冰凌对水流产生阻力而引起的江河水位明显上涨的现象。

产生凌汛的自然条件取决于河流所处的地理位置及河道形态。

在高寒地区，河流从低纬度流向高纬度并且河道形态呈上宽下窄，河道弯曲回环的地方出现严重凌汛的机遇较多。

这是因为河流封冻时下段早于上段，解冻时下段早于上段。

而且冰盖厚度下厚上薄。

当河道下段出现冰凌以后，阻拦了一部分上游来水，增加了河槽蓄水量，当融冰开河时，这部分槽蓄水急剧释放出来，出现凌峰向下传递，沿程冰水越聚越多，冰峰节节增大。

当上游的冰水向下游传播时，遇上较窄河段或河道转弯的地方卡冰形成冰坝，使上游水位增高。

凌汛严重于否，取决于河道冰凌对水位影响的程度，通常只有在河道中出现严重的冰或冰坝后，才会引起水位骤涨，造成严重的凌洪。

凌汛危害主要有三方面：
①冰塞形成的洪水危害。

通常发生在封冻期，且多发生在急坡变缓和水库的回水未端，持续时间较长，逐步抬高水位，对工程设施及人类有较大的危害。

②冰坝引起的洪水危害。

通常发生在解冻期。

常发生在流向由南向北的纬度差较大的河段，形成速度快，冰坝形成：后，冰坝上游水位骤涨，堤防溃决，洪水泛滥成灾。

③冰压力引起的危害。

冰压力是冰直接作用于建筑物上的力，包括由于流冰的冲击而产生的动压力，由于大面积冰层受风和水剪力的作用而传递到建筑物上的静压力及整个冰盖层膨胀产生的静压力。

1929年2月在山东省利津县冰坝堵塞河道，造成决口，淹没了利津、沾化两县60余村。

发生凌汛的条件可以归纳为：1、有冰期的河流，2、从较低纬度流向较高纬度的河段，且较明显的南北流向。

我国黄河在宁夏和在山东境内的河段都有凌汛现象，东北的河流在满足上述条件时也同样会出现凌汛现象。

2.自然现象
冰凌（ice run）简介
水在0℃或低于0℃时，凝结成的固体称为冰。

流动的冰称为凌。

有时冰、凌通用，没有严格区别。

当气温低于河流中的水温时，水体开始失热。

当气温继续下降，水温达到和稍低
冰凌
于0℃时，河流开始在岸边和水内结冰。

河流结冰是在动水中结冰，与湖泊结冰不同。

湖水结冰仅限于水体表面，深层水体仍保持高于0℃的温度。

河流由于水流的紊乱混合作用，水体失热几乎是整个水体同时进行。

所以，河流不仅在水的表面形成薄冰和岸冰，而且在水内、河底形成水内冰。

冰凌演变
河流冰情的演变过程按照冰量的增减，可分为成冰、融冰两个阶段。

从开始结冰到最大冰厚出现，称为成冰阶段；冰从开始消融直至春季河流中流冰终止，称为融冰阶段。

按照冰的形态变化，可分结冰、封冻、解冻3个时期。

从河流开始结冰日到冰花、冰块流动停止日，称为结冰期；从流冰停止日到冰盖融解开始日，称为封冻期；从冰盖消融开始流动日到流冰终止日，称为解冻期。

状态和要素主要冰凌状态和要素如下：（1）冰凇。

漂浮于水面成细针状或极薄片状的冰晶，在流动中常聚集成松散的小片或小团。

（2）微冰。

多在岸边出现的透明易碎的薄冰。

（3）岸冰。

沿河岸冻结的冰带。

因形成的时间和条件不同，又分初生岸冰、固定岸冰、冲积岸冰、再生岸冰和残余岸冰等形式。

（4）冰花。

浮于水面或水中的水内冰、棉冰和冰屑等。

（5）流冰花。

冰花随水流流动的现象。

（6）流冰。

冰块或兼有少量冰凇、冰花等随水流流动的现象。

（7）水内冰。

在水面以下任何部位存在的冰。

（8）疏密度。

测验河段内，冰块与冰花的平面面积与敞露水面面积的比值。

（9）敞露水面宽。

测验断面上，固定岸冰以外的自由水面宽度。

（10）冰盖。

横跨两岸覆盖水面的固定冰层。

（11）封冻及封冻日期。

测验河段内出现冰盖，且敞露水面面积小于河段总面积的20%时为封冻。

其开始出现的日期，为封冻日期。

（12）冰上雪深。

冰面上未受扰动的积雪厚度。

（13）层冰层水。

冰层中央夹有水层。

（14）锚冰。

水面以下冻结于河底或建筑物上的冰。

（15）清沟。

封冻期间，河流中未冻结的狭长水沟。

（16）连底冻。

从水面到河底全断面冻结成冰。

（17）冰塞。

冰盖下面因大量冰花堆积，阻塞了部分过水断面，造成上游水位壅高的现象。

（18）冰坝。

在河流的浅滩、卡口或弯道等处，横跨断面并明显壅高水位的冰块堆积体。

（19）岸边融冰。

封冻冰层自岸边发生明显融化，出现冰上积水或敞露水面的现象。

（20）冰滑动。

整片或被分裂的封冻冰层顺流滑动一段距离后，又停滞不动的现象。

（21）解冻及解冻日期。

测验河段内，已无冰盖，或敞露水面面积已超过河段总面积为20%时为解冻。

其开始发生的日期为解冻日期。

在较长河段内有上下贯通敞露水面者，俗称开河。

（22）残冰堆积。

春季解冻后，沿河两岸堆积的冰块。

（23）冰期。

河流中出现冰情现象的整个时期。

（24）封冻期。

河流中出现封冻现象的整个时期。

由于地形地貌的差异，河流形态及水量变化不一。

因此，并非所有河流都会出现上述的冰情演变过程。

譬如，在黄河下游，有的年份冷空气活动频繁，在0℃上下变幅亦大，一个冬季可有多次封冻、解冻过程。

又如黄河上游某些河段及新疆部分河流，河道很陡，水流湍急，冬季只有流冰而不封冻。

影响河流冰情变化的因素
大体上可归纳为热力、动力、河道特征3个方面。

（1）热力因素：第一种情况是水体得到热量，如太阳直接辐射和散射辐射，地下水加入的热量，水流运动产生的热量。

第二种情况是使水体失去的热量，如水面或冰面的有效逆辐射。

第三种情况是在一定条件下使水体得热，在另一种条件下使水体失热，如蒸发时失热，凝结时得热；降雪时失热，降雨时得热；大气与水流的热交换；河床与水流的热交换等。

对于一个河段，单位时间内水体总热量的变化，可列水体热量平衡方程式进行计算。

一般情况下，在成冰阶段，水流为失热过程，在融冰阶段，水流为得热过程。

（2）动力因素：主要包括水位、流量、流速、风向、风速及波浪等。

在封冻期，同样的热力条件下，如果流量大、流速快、顺流方向的风速大，则水流的输冰能力强，冰块很难静止下来，就能推迟封冻日期甚至不封冻；反之，则容易封冻。

在融冰期，同样的热力条件下，如果流量大、流速快、涨差大、顺流方向的风力强，则容易形成“武开河”；反之，则容易形成“文开河”。

（3）河道特征：主要包括地理位置、河流走向及河道边界条件等。

在同样热力和动力条件下，有些河段先封冻，有些河段后封冻，有些河段容易形成冰塞、冰坝，有些河段则不容易形成冰塞、冰坝。

一般来说，在陡弯、多弯处及沙滩较多处，先开始封冻，解冻时也容易形成冰坝。

普通冰的一些性质
（1）水的结晶潜热或冰的融解潜热为80cal/g(=335J/g)；（2）纯冰在0℃和一个标准大气压的条件下，密度为0.91689克每立方米（常取0.917）；（3）在0℃和1013.25hPa(=1 atm)的条件下，冰的线膨胀系数为52.7x10(-6)K(-1);体积膨胀系数为120x10(-6)K(-1)；（4）比热为2.06J/g.k；（5）导热系数一般为21mw/(cm.k)；（6）强度受温度、冰结构、加荷速度及试验方法影响较大，尚无公认的计算公式和数据。

抗压强度范围在0.3~5.5MPa/cm(2)；抗剪强度约为抗压强度的1/2；抗弯强度约为抗压强度的1/5。

冰凌—报道
黄河壶口瀑布出现冰凌景观2009年12月22日，记者拍摄壶口瀑布下游河槽中的流凌。

连日来，受降温影响，位于秦晋大峡谷的黄河壶口瀑布出现奇特美丽的冰凌景观，吸引众多游客和摄影爱好者前来赏景拍照
在天津于桥水库拍摄的冰凌景观。

天津于桥水库出现冰凌奇观连日的低温天气使于桥水库的冰层迅速增厚，由于冰体有冷涨特性，水库中间冰带大面积隆起，形成了蜿蜒曲折的冰凌奇观。