1982年5月31日,著名河流發(fā)育史專家楊聯(lián)康首次徒步考察黃河。說到黃河,你可知道,為什么黃河上有冰壩呢?
由于河道、氣象、水文等因素作用,黃河中下游河道幾乎每年都要發(fā)生凌汛,形成冰塞、冰壩,迅速抬高河段水位,造成嚴重凌災(zāi),威脅堤防安全。2009年凌汛期間,壺口瀑布下游出現(xiàn)冰壩壅水險情,造成壺口瀑布上下游3000米距離內(nèi)旅游公路中斷,上游村莊50余戶受災(zāi),有一半村民的房屋進水、冰塊擠入。
那么冰塞、冰壩是怎樣形成的呢?
我們都知道,水在0℃或低于0℃時會凝結(jié)成冰,而流動的冰稱為凌。兩者統(tǒng)稱冰凌。當氣溫低于水溫時,水體也必然開始降溫。隨著氣溫繼續(xù)下降,當水溫達到或稍低于0℃時,河流就開始結(jié)冰。河流結(jié)冰與湖泊內(nèi)的水結(jié)冰是不同的。湖水結(jié)冰僅限于水體表面,深層水體仍保持高于0℃的溫度,所以湖面下會有不少水生動物好好地生活著。而河流是在流動的水中結(jié)冰,由于水流上下的混合作用,不僅會在水的表面形成薄冰和岸冰,而且在水內(nèi)、河底也會形成水內(nèi)冰,冰蓋厚度可達1米以上。由于冰蓋下面有大量冰花堆積,阻塞了部分水流出口,勢必造成流水不暢,使得上游水位壅高,這被稱為冰塞。在河流的淺灘、卡口或彎道等處,橫跨斷面并明顯壅高水位的冰塊堆積體,被稱為冰壩。
河道上的冰凌
當冰凌引起江河水位明顯上漲后,我們就稱之為發(fā)生了“凌汛”。這是一種水文現(xiàn)象,凌汛嚴重可以造成河水漫灘或決堤。凌汛的產(chǎn)生與河流的地理位置及河道形態(tài)有關(guān)。在高寒地區(qū),從低緯度向北流向高緯度的河流,就比較容易出現(xiàn)凌汛。低緯度的上游河段氣溫比較高,河道封河晚,開河早;高緯度的下游段河道則相反,封河早,開河晚。當上游段河道開河冰水齊下時,下游段河道還處于固封狀態(tài),于是就產(chǎn)生冰凌堆積,堵塞河道,進而產(chǎn)生冰塞、冰壩。有的冰壩長度可達數(shù)千米,寬度可達數(shù)百米,堆積高度可達六七米,橫貫河道,遠看形似一道“冰山”。
以黃河內(nèi)蒙古河段為例,其上游河段溫度高,下游河段溫度低,所以在河流封凍時間上,下游段早于上游段,而在解凍時間上,上游段早于下游段。這樣,當河道下游段出現(xiàn)冰凌以后,必然會阻攔一部分上游來水,增加了河槽蓄水量。當融冰開河時,這部分河槽蓄水量就形成凌峰向下游流淌,遇上較窄河段或者河道轉(zhuǎn)彎處,由于排冰不暢,極易卡冰堵塞,很多冰塊疊加以后,就形成了冰壩。冰壩的出現(xiàn)會使得河道水位猛烈抬升,容易造成河堤決口,淹沒周圍的田地、村莊。冰壩有時還會產(chǎn)生其他危害,例如影響航運,破壞河道上的橋梁、堤防等水上建筑物。