河道特征對黑龍江上游冰壩生消影響

宋春山朱新宇韓紅衛林立邦姚 植

（1. 東北農業大學 水利與土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150030；2. 黑龍江省寒區水資源與水利工程重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150030）

1 研究背景

黑龍江上游河道具有典型山區性河流特征，河谷寬窄相間，河道比降變化急劇，支流較多，而部分河段具備平原河流特征，島嶼串珠相連，淺灘急流相間出現[1]。上游支流的額木爾河和石勒喀河河道流向均為西南流向東北，由低緯度流向高緯度，易造成上游開河早于下游，形成“武開江”[2]。“武開江”是在水力和熱力共同作用下的機械開河，其特點是水勢變化急劇，冰質堅硬，流冰多而集中，開河過程時間短，而“武開江”易導致冰壩形成[3-4]。春季開河（江）時，大量流冰塊在特定河段，如河道束窄處、淺灘、急彎、連續彎道、尚未解凍冰蓋的前緣等處受阻，冰塊上爬下插，堆積形成冰凌阻水體，往往嚴重阻塞過水斷面，使其上游水位顯著壅高[5]。冰壩的形成是水流條件、冰量以及河流邊界條件綜合作用的結果，具體可歸納為：需要有集中而又有足夠數量和強度的冰量，以及需要有阻止流冰順利宣泄的河流邊界條件，如河道束窄處、急彎或連續彎道、多分叉河段、未解體的冰蓋等，當冰量集中時往往容易在這些地點發生堵塞，形成冰壩[6]。由于冰壩形成后持續時間較短，潰決時常有凌峰產生，且一般沿程遞增，易對沿岸人民生命財產安全和水利工程等造成嚴重的破壞。

冰塞冰壩成災機理主要通過歷史冰凌洪水災害的成因分析、原型觀測及建立數學模型三個途徑進行研究。……