第8章 冰凌观测

枯水河宽B （m） B ＞100 25＜ B ＜100 冰厚测量最短 河段长（m） 5B 300~500 最少断 面数 10 10 每断面最 少冰孔数 7 5 说明 当B ＞500的河流，测量长度可适当减少
25＞ B
100~300
5~10
1~3
每断面只设1个共孔时，设在中弘初。
二、测量方法 选定断面，布设冰孔，测量冰孔起点距， 开凿冰孔，测量各冰情要素。 应自下断面向上断面进行。 三、资料整理分析 (一)绘制冰厚平面图 冰厚平面图包括冰情图、横断面图和纵断面 图。如图8-13。
（三）量冰花尺 有折叠式和不折叠式2种。如下图。
五、测量内容和方法 测量内容包括：冰上雪深、开凿冰孔、量 取冰花厚，水浸冰厚和冰厚。 1、测量冰上雪深的方法 2、测量冰厚和水浸冰厚的方法 3、测量冰下冰花厚的方法。
第三节 河段冰厚测量
河段冰厚测量分为一般的（测站范围内）和专用的 （长河段）测量2种。 一、测量范围、断面和冰孔布设 具体见表8-2. 表8-2 断面、冰孔数目表
分析方法： 绘制累积负气温与岸冰增长关系图； 固定断面岸冰、水深、流速横向分布图； 流速与岸冰增宽速度关系图等。
（二）水内冰 1、定义 冻结附着于河床或水 中物体的冰称为水内 冰。形状如海绵状多 孔而不透明的冰体。 如图8-1。
2、目的 观测研究水内冰目的是掌握水内冰的成因 、发展过程及其基本特性，有助于冰期测 验工作，为水力发电服务。 3、形成条件 水内冰形成主要条件是敞露水面过冷却， 水流紊动和结晶核等。 水内冰是秋季结冰期主要冰情现象。 4、观测内容 包括水内冰、河底冰、冰花量等；初生、 发展和消失过程；水内冰的形成条件等。

二、测验内容时间和测次 冰流量测验内容包括实测并流量和经常观测冰流 量的主要要素。推求逐日冰流量。 （一）测验的内容 （1）实测冰流量内容：测量敞露河宽，测量流 冰和流冰花的疏密度，测量冰块（冰花团）的 流速、厚度。 （2）经常观测冰流量要素，一般为疏密度。 （3）冰流量测验分为简测法和精测法2种。
四、测量工具 测量工具主要有凿孔工具和量冰尺2类。 （一）凿孔工具 有冰穿和冰钻 2类。见右图。
自制冰穿图一(黑龙江)
自制冰穿图二(黑龙江)
自制冰穿图三(黑龙江)
江苏南通机械科技有限公司生产
河北三河市生产手摇冰钻
浙江永康生产电动冰钻
（二）量冰尺
有普通量冰尺和固定量冰尺2种。见下图。
松花江依兰河段冰坝示意图
（四）冰坝 1、大量的流冰堆积在狭窄、急弯和浅滩的横断面， 造成上游水位雍高的冰情现象。见图8-3。 2、冰坝的危害： 3、冰坝的组成：包括头部和尾部组成。如下图。 4、冰坝河段的观测项目：水位、冰情目测、冰坝体 积测定及冰坝平面图和纵横断面图等。
古城岛凌汛后巨大冰块堆积在岛上
第8章
冰凌观测
8.1 河流冰情及观测方法
8.2 固定点冰厚测量 8.3 河段冰厚测量 8.4 冰流量测验
第一节 河流冰情及观测方法
一、河流冰情的概念 冰情是指冬季河流或水库的水体随气象、水 力条件和地形等因素的变化而发生一系列的 结冰、封冻和解冻现象的总称。 有冰情的河段，称冰期。 冰期的3个阶段是结冰期、封冻期和解冻期。


黄河冰情冰凌自动监测系统简介 黄河冰情冰数据与图象远程自动监测系统是 由GSM河道冰,水情数据远程连续自动检测 子系统和GPRS/CDMA河道冰情图象远程 连续自动检测子系统及冰水情检测中心PC 微机组态管理软件组成.整体系统结构如下 图示示.

三、冰情目测 （一）目测范围、内容和时间 （二）目测的程序和方法

第二节 固定点冰厚测量
一、测量地点的选择 应符合以下要求： 1、离开清沟、岸边、浅滩和冰上道路足够距 离； 2、无泉水、污水影响； 3、避开特殊冰情地点； 4、避开下游回水影响； 5、所选地点最好位于基本水尺断面附近。
二、冰孔布设 具有稳定冰期的大中河流，取岸边（距水边 5~10m）和河心布孔； 枯水河宽小于50m的小河，在河新设1孔。 三、测量时间 1、从冰上行走无危险时开始，至解冻时停止； 2、一般在每月1、6、11、16、21、26日进 行； 3、封冻初期和解冻前可每1~3天测1次。冰厚 稳定期可10天测量1次。
（三）解冻期 从春季流冰开始至全部融冰之日，为解冻期。 可见范围内没有固定的冰层，或融冰面积大 于河段总面积20%，称为解冻。
1、文开河。——热力作用为主，水力作用为附。 2、武开河。——水力作用为主。热力作用为附。
二、冰情现象及观测要求 （一）岸冰 岸冰观测范围应在测流断面上下游一定距 离内的两岸。 观测内容包括： 岸冰的生成、发展的消失过程；气温、水 温、流速等。 观测次数以能掌握影响岸冰的各因素的特 征来决定。

（二）测验时间和测次 1、施测冰流量的时间和次数 具体要求如下: （1）稀疏流冰（疏密度在0.3以下）,每2~3天1次; （2）中度流冰（疏密度在0.~0.6）,每天2次; （3）全面流冰（疏密度在0.7以上）,适当加密. 2、观测疏密度的时间和次数 （1）稀疏流冰,每日08、20时各1次； （2）流冰密度变化大时，每日4~8次; （3）春季流冰猛烈时，若干分钟~一小时1次； （4）每日各测次时间间隔相等；

（二）用精测法的计算方法和步骤 (1) (2)




现代冰情监测技术应用 当前河流冰情测量方法主要是点测量.技术 落后,获取信息有限. 应该发展线测量和面测量. 20世纪90年代开始,我国黄河流域开展了遥 感技术进行黄河冰凌监测研究,取得较好的 效果. 遥感技术具有宏观性、连续性的特点,可以 提供大范围的地面观测信息.
河流冰情(流冰)图片
（一）结冰期 是河段从秋末开始出现结冰现象到形成稳 定冰层日的时期称为结冰期。 当水温低于00C时，首先形成岸冰。就是冰 期开始。
岸冰：初生岸冰，固定岸冰 流冰：冰花，水内冰，棉冰， 冰珠，冰屑，薄冰等。
封冻：平封，立封。
（二）封冻期 是河段形成封冻冰层（或敞露水面面积小 于河段总面积20%），到冰层融裂开始流 冰之日称为封冻期。 1、平封。 2、立封。 封冻形式与河段地理位置、地形条件、 河流流向、水力及气象条件等因素有关。
古城岛巨大冰块堆积如山
漂浮的巨大冰块
受灾的村屯




（五）清沟 封冻冰层中间未冻结的水面,称为清沟. 出现清沟的原因有地形、气象、水力和人为 等因素。 清沟能影响冰面交通安全；影响测站水位流 量关系。 清沟观测：绘制清沟边界，测定清沟内水流 速，水内冰，冰塞位置等。 有关的冰情现象见表8-1。
黑龙江省地处高纬度（北纬440~530）的寒带。 河流封冻时间长达15.5~11.20; 最早封冻日： 10.25~11.10; 多年平均解冻日： 4.5~4.30 最晚解冻日： 4.15~5.10 多年平均封冻天数：130~180天; 多年平均最大冰厚：0.8~1.5m; 与地理纬度有关.
（二）资料分析 1、冰厚的增长还消减与气象、水力因素的关 系分析； 2、冰厚沿河长的变化因素分析； 3、特殊冰情对冰厚的影响； 4、冰厚测量地点代表性分析等。
第四节 冰流量测验

冰流量即冰花、冰块的流量。 一、测验河段的选择与断面布设 (一)测验河段的选择

(二)断面布设 冰流量测验应布设上、中、下断面，上下断面间 距不小于20m。

三、敞露河面宽的测量 可用断面索或经纬仪测量。 四、疏密度的测量 （一）目估法 在 （二）统计法 五、冰块或冰花团流速的测量


六、冰花、冰块厚度与冰花密度的测量 （一）流动冰块厚度测量 （二）冰花团厚度与冰花密度的测量



七、冰流量的计算 （一）用简测法施测的计算方法和步骤 （1）计算敞露河面宽、冰速、冰花密度。 （2）计算冰块或冰花团的厚度、平均流速 和平均冰花密度。 （3）冰块流量与冰花流量： QI= B hI uη （8-2） hI = hsgβ (8-3) Β=γsg/0.91 （8-4）




（三）冰塞 大量的冰花堆积于冰盖以下，堵塞断面，水 流不畅，以及造成上游水位雍高的现象，称 为冰塞。 冰塞的危害:市政供水以及水工建筑物进水 口堵塞；影响测站的水位流量关系等。 冰塞的形成：上游冰花来量增加及河段特定 的水力条件等。 一般发生在水面比降转折的河段和弯道，以 及水库回水末端等。见图8-2。