[科普中国]-凌汛

凌汛，俗称“冰排”。冰凌堵塞河道，对水流产生阻力而引起的江河水位明显上涨的水文现象。水面结冰的河道，上游河冰先融，下游河道尚未解冻，易出现“凌汛”。主要受气温、水温、流量与河道形态等几方面因素的综合影响而形成，可能导致堤防溃决，洪水泛滥成灾。中国北方的河流，如黄河、黑龙江、松花江，在冬季的封河期和春季的开河期都有可能发生凌汛。黄河凌汛洪水在发生频次和规模上远较其他地区为高，往往造成较大灾害。凌汛期一般需采取破冰措施，防漫堤决口，酿成灾害。1

（概述图参考来源：2）

基本含义引证解释指上游冰雪融化，而下游尚未解冻所形成的河水猛涨。清陈康祺《郎潜纪闻》卷十：“ 黄河 水信……冬曰凌汛，十月曰伏槽水，十一月十二月曰蹙凌水。”3

通俗解释通俗地说，就是水表有冰层，且破裂成块状，冰下有水流，带动冰块向下游运动，当河堤狭窄时冰层不断堆积，造成对堤坝的压力过大，即为凌汛。4

形成原因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情形较多。这是因为河流封冻时下段早于上段，解冻时上段早于下段。而且冰盖厚度下段厚上段薄。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，冰峰节节增大的现象。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。凌汛严重与否，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。简言之：①有冰期的河流。（多指零度以下的河流）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。5

黄河凌汛凌汛，是黄河常见的一种自然现象，由冰凌壅塞引起的暂时涨水。黄河许多河段在冬季都要结冰封河，由于黄河流经的地理位置和纬度不一，特别是兰州到内蒙古河口镇、郑州花园口到入海口两个河段，流向都是自低纬度流向高纬度，即从西南向东北流动。冬季气温上暖下寒，封河自下而上，冰层下厚上薄。到了第二年春季，封河的冰层融化，由于气温是南高北低，开河自上而下。6

当上游开河融冰时，下游往往还处于封冻状态，上游大量的冰、水拥向下游，形成较大的冰凌洪峰，极易在弯曲、狭窄河段卡冰结坝，壅高水位，造成凌汛灾害。河流解冻期间，如气温升高很快，或上游来水突然增加，可使河冰突然破裂，迅速解冻，称为“武开河”。有的年份，上下河段气温变幅相差不大，河道封冻分段解冻开河或就地解冻，不致形成大的凌汛洪水，开河也比较平稳顺利，称为“文开河”。6

直接和间接危害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末端，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。5

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。5

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。5

防凌措施凌汛，是寒冷地区水域内普遍存在的一种自然现象，对人类有许多危害，所以要根据冰凌生消演变及其运动规律，采取相应措施，减免给人类带来的危害，防治江河、湖泊、港口以及水工建筑物受冰凌危害所采取的措施如下：7

组织防凌队伍，防守两岸大堤。做好有关河段气象、水情的观测和预报，以及冰情观测和预报工作。要做好滩区及分泄凌洪区居民的迁移安置等项工作。7

利用封冻河段上游的水库，在封冻前，调放较大流量，抬高冰盖；在解冻前的适当时机，调节水库下泄流量，可避免水涨冰开，一拥而下的开河形势。7

利用沿河两岸的分凌分水工程，分泄凌洪，以保障两岸大堤的安全。冰凌冻结水力发电厂的引水渠或阻塞拦、防污栅影响水力发电时，可设法抬高渠道中水位，促使形成冰盖，是防止水内冰产生的措施。7

在解冻前的适当时机，对容易形成卡塞冰结坝的弯曲狭窄河段或已形成的冰坝河段进行爆破，以利来水、来冰的顺利下泄。冰凌冻结江河、湖泊、港口，影响航运交通，可采用破冰船破冰，或在港岸和船闸附近采用空气筛等防冻措施。冰凌撞击建筑物，如桥墩、闸墩、整治河道的丁坝等，多采用局部加固或破碎大块流冰等措施。7

进行河道整治，把容易形成卡冰结坝的弯曲狭窄河段进行裁弯取直扩宽，避免卡冰结坝。冰凌冻结各种泄水建筑物的闸门，影响启闭运用，一般采用加热或其他防冻措施。7

1949年以后，我国在黄河防凌的实践中，积累了一定的经验，随着对凌汛成因的进一步认识，防凌措施也相应地有所改进。基本上经历了以下两个阶段：7

一是初期认为凌汛是由于冰凌的存在而发生的，冰凌是产生凌汛的主导因素，因而以破冰的方法来防治。采取过的措施有打冰、撒土、破冰船、炸药爆破、炮弹轰冰、飞机投弹炸冰等。并且总结了破冰的经验：即首先注意掌握冰情预报，选择破冰时机，以在快开河时破冰最为有效。早破冰遇气温下降又恢复冻结；晚破则失去破冰机会。当河道长，冰量大时，还要选择可能形成冰坝的重要河段，如浅滩、急弯、堤距狭窄等处破冰。7

二是在实践中认识到河内的冰凌如果没有水流作动力，冰凌静止不动，就不能形成冰凌危害。另外，水流应该是形成冰凌危害的关键。应设法控制水量，不使凌峰形成，可以避免冰坝的产生：即使发生堵塞，由于来水量有所控制，可限制洪水位的升高，防止危害。故在1960年三门峡水库和1968年刘家峡水库建成运用后，黄河上、下游的防凌措施，便由破冰为主发展到以调节水量为主、破冰为辅的阶段。调节凌汛期河道水量的主要措施有：水库调节，利用两岸涵闸分水，分洪区滞蓄，展宽堤距等项措施。随着江河的梯级开发，有足够大的水库库容，逐段拦蓄冰水，调节河道水流、温度，可以从根本上解决冰凌危害。7

卫星遥感监测凌汛1996年1月中旬至2月上旬，黄河上漂动的冰凌在陕西的大荔河段遇到冰坝的拦阻，形成了自1929年以来最大的凌汛。1月22日，雨林乡一带黄河水位高达336.4米，相当于15000立方米/秒洪水流量时的水位，大大超过了河道的行洪能力，于是洪水漫过河堤，淹没良田，冲毁房屋。2月4日，被淹面积达到13673公顷。面对凌汛灾害，军民奋力抢险，并采取果断措施，用飞机炸毁冰坝。凌汛灾害于2月5日得到控制。在凌汛发生的整个过程中，有关部门利用极轨气象卫星数据进行实时动态监测，及时向防汛领导部门提供了卫星监测图像和数据，为战胜凌汛作出了贡献。9

卫星遥感为什么能够监测凌汛呢？其根据是不同地物的光谱响应特征不同。在近红外波段，洁净水体的反射率远比土壤和植被的反射率低，所以在卫星图像上可以很容易地区分水体和非水体的界限。即使黄河这样泥沙含量较高的水体，其反射率的最大值移向可见光波段，也仍比土壤和植被低。这样，在卫星图像上就能够将发生凌汛的地点及其区域判读出来，进而可以根据像元数估算淹没范围和面积。此次对黄河凌汛先后进行了4次监测，都是利用白天下午两点的美国的极轨气象卫星的数据。这些数据分别属于可见光、近红外、热红外三个波段。利用计算机对这些数据进行处理，按照红、绿、蓝通道制成三通道假彩色合成图像，并在图像上判定水淹区域和测算水淹面积。然后把监测结果图像和统计图表报告防汛领导部门，用来指挥抗灾。9

本词条内容贡献者为:

卢小慧 - 副教授 - 河海大学