管 健 ，杜 嵩 ，王立坤

(1.东北农业大学，哈尔滨 150001;2.黑龙江省水利工程建设局，哈尔滨 150081)

黑龙江上游江段冰坝凌汛成因分析与防护对策

管 健1，2，杜 嵩2，王立坤1

(1.东北农业大学，哈尔滨 150001;2.黑龙江省水利工程建设局，哈尔滨 150081)

黑龙江上游段地形复杂，河道曲折、狭窄，急弯段多，开江期间，易形成冰凌卡塞，给两岸村屯、城镇居民造成灾害和损失。文章阐述了黑龙江上游段冰坝凌汛的成因，分析了冰坝形成的影响因素，介绍了冰坝凌汛的防护措施。

冰坝;凌汛;成因;防护措施

0 引言

黑龙江省是我国国境最长，演变最复杂的界河大省，国境线全长3 038 km。其中，由“六江一湖”组成的水界长度为2 790 km，而黑龙江占1 889 km。黑龙江是由额尔古纳河和石勒克河在洛古河口汇合所形成，上游从洛古河口汇合处(洛古河村上游8 km处)至结雅河口(黑河市)，流经漠河、塔河、呼玛3个县，全长905 km，平均坡降0.2‰。黑龙江上游地处高纬度地区，寒冷的气候条件使江河积累了大量的冰储量，加之上游江段靠近大兴安岭山脉，河道狭窄，急弯段多，易于冰凌卡塞，每年4月末至五月初开江时节，黑龙江上游几乎都出现了不同程度的卡塞或冰坝。冰坝凌汛是黑龙江省主要江段水文情势的一个突出特点，也给黑龙江上游沿江江段的居民造成了严重的灾害。

1 冰坝凌汛的成因分析

黑龙江上游冰坝属河床阻塞类型，是在解冻开河期，上游流动的水流和浮冰在束窄、急弯或浅滩处封冻边缘，因过水能力减小而形成冰凌在河槽中阻塞，并显著壅高上游水位形成连续或间断的、有一定高度的冰体的现象。形成冰坝的因素很多，又十分的复杂，是多种因素综合作用的结果。

1.1 地理因素

黑龙江位于北纬47°以北的寒温带河流，冬季受西伯利亚冷空气控制，封冻期长达170 d左右，最大冰厚达1.5 m以上，流域最低气温达-50℃以上，由于寒冷的气候条件，增加了河流内冰储量，加之上游支流额尔古纳河流向是由南向北，由低纬度到高纬度，春季回暖时，上游受太阳辐射大于下游，每年开江时间均略早于干流，极易形成“倒开江”(“武开江”)。故而，特殊的地理位置是冰坝形成的重要条件之一。

1.2 河道形态特性因素影响

河道形态主要包括河流走向及河流边界条件等，它直接影响着水流的形态和水流流速的分布。黑龙江上游属于典型的山区性河流，支流较多，河网密度大，河道坡降变化急剧，河谷束窄相间，岸线极不规则，江中小岛串沟相连，并伴有多处浅滩，且河槽宽窄不一，变化较大。两岸高山影响，使冰面受太阳辐射影响较大，同时，高山对风的阻挡作用，使平流热量不能平行传递，也是影响冰盖解体时间的因素之一。

1.3 河槽蓄水量及降水因素影响

前期蓄水量的多少是决定河槽蓄冰量的前提条件。也就是说，封江水位高，河槽蓄冰量就高，反之，封江水位低，河槽蓄冰量就低。同时，冬季降雪量及春季降雨量是补给河流径流的主要水源，冬季降雪量为春季融雪径流提供了重要的水源，而春季融冰期的降水量绝大部分成为直接径流，并加速积雪融化，这些都增加了上游水流的动力，有利于促成冰坝，形成“倒开江”。

1.4 水文气象及外界因素的影响

水文气象因素通常称为变动因素，其中包括当年气温情况、降雨、降雪情况等，这些情况的反常性都对冰坝的形成起到一定的促进作用。

1.4.1 气温对冰坝形成的影响

主要包括：①气温对河槽蓄水量有影响，气温低的年份，封冻期长，冰层厚，为开江提供了足够的冰量。如气温低，在春季流凌期，使冰盖解冻日期拖后，冰体坚硬，为形成冰凌卡塞提供了基础条件。②气温在区间内变化反常，为形成“倒开江”提供动态条件。如果气温在区间内变化反常，造成上游温度高于下游，上游受热先于下游等情况，使上游冰凌在下游未解冻前提前解冻，从而形成了“倒开江”，有利于冰坝的形成。

1.4.2 外界因素对冰坝形成的影响

春季开江期，如冰盖未完全融化，黑龙江源头上游雨量集中或上游水库放水使河流径流剧增，造成上游冰盖先于下游解冻，对下游冰坝形成也有一定影响。

2 冰凌防护措施

因黑龙江是界江，其上基本无水利工程，对河流水量基本无调控能力。这就对冰坝的防治带来了难度，但是黑龙江上游冰坝凌汛频繁而剧烈，大型范围的冰坝卡塞、河槽水流、冰块壅高上岸，会给沿江居住的人民造成严重的生产、生活物资损坏，经济损失和人员伤亡。所以，近年来，国家投入了大量的资金研究和解决边境河流冰凌损害的防护对策与防护工程措施，并取得了很好的效果。

2.1 冰情和春汛预报措施

冰塞和冰坝是极易造成灾害的冰情现象，但由于河流冰情现象的复杂性和冰情观测资料的限制，其预报是迄今国内外尚未完全解决的难题，加上预报要素与预报因子之间并无确定的函数关系，所以冰情和春汛预报主要采用经验方法和统计分析方法。通过水文部门、气象部门、防汛部门长期以来对当地冰情、春汛、水文等方面资料的掌握，结合当前情况，及时对凌汛情况作出判断，层层预报，早做准备，使当地居民免受冰凌灾害带来的损失。

2.2 河道管理措施

黑龙江干流沿岸的河道稳定，首先应加强边境河道管理和法制规范制度建设来约束人民的行为。依据《水法》、《水土保持法》、《防洪法》、《河道管理条例》等法律、法规和地方政府根据当地情况制定的边境界河管理方案，加强对河道、堤防、护岸工程、树木植被等的管理和防护，规范航道运行与河道采砂行为，减缓土壤侵蚀和河道演变强度，保护边界国土。

2.3 植被重建措施

为适应黑龙江沿岸的特定生态环境，在治理措施上，可采用栽种芦苇、灌木柳等具有耐温、耐淹、繁殖力强、根系发达、固土、抗冲击性能强的品种来作为植树插柳保护措施。还应注重适应当地环境，经济适用，美观耐久的乔、灌、草植物等，使黑龙江沿岸生态建设和国土防护有机结合。

2.4 疏浚河道措施

河流开江期，冰排之所以壅上岸边或形成冰坝，一部分原因是由于岸边浅滩造成冰凌卡塞，冰排拥堵上岸或形成冰坝。若使用挖泥船将河道中易形成冰坝的浅滩挖除，使其河底保持一定的水深，既有利于通航，又有利于开江冰排顺畅通行，一举两得。但由于黑龙江是中俄界江，疏浚河道工作不仅是我国一方的事宜，工作难度很大，加之疏浚河道工程量大，且浅滩部位是由河道特性决定，不排除清淤后又重新由河流冲击泥沙恢复浅滩，故此措施实施难度很大。

2.5 工程保护措施

根据黑龙江沿江的河势、地质、材料来源及治理保护对象来看，护岸防护还是可行的措施。从目前情况看，修筑防护提、护岸也是抵挡冰凌灾害最行之有效的方法。由于黑龙江是国境界江，修筑工程时不能采用带有锁坝、挑流、丁字坝等对俄方岸边有影响的，可能会改变主河道的工程措施。只能修筑沿江平顺的工程措施，且在修筑工程措施时，还要考虑冰凌灾害频繁发生及护岸的抗冰凌撞击能力这一客观事实，只有能够抗击冰凌的撞击和河流淘刷且要求建筑材料能够就地取材并有良好的防朽和抗风化的性能，才能起到保护国土流失的作用。

工程护岸防护的方法有多种，可根据工程位置、工程的重要性和防护位置破坏的严重程度来确定采用混凝土板护坡、浆砌石护坡、干砌石护坡、抛石护坡还是雷诺护垫护坡等结构型式，但无论采用何种结构型式，都应注意以下3点：①固脚顶部不应高于河底。如果固脚顶部高于河底，开江时，会被底冰撞毁，影响护坡稳定。②护岸工程压顶不应高于地面，最好与地面一平，随坡就坡，不宜过于追求同一高程一条直线。因为平直线不仅工程量大，更重要的是易遭冰排撞击，且壅高水流上岸后，可能在压顶后造成冲刷坑，导致岸顶局部坍塌。③所选结构型式既要坚固可靠，适当注意美观，又要尽量利用当地材料，因地制宜地选用合理的结构型式，以降低造价，节省投资。

2.6 人为破冰措施

黑龙江干流曲折绵长，两岸沿江居住有中、俄居民村屯，乡镇。江水开江期，如下游冰层已经解体，上游局部地区出现影响冰排顺畅流通的冰坝，且冰坝位置处于两岸村屯、乡镇附近，影响村屯、乡镇居民人身、财产安全，中俄双方经军方有关部门相互通报后，采用飞机轰炸或破冰船等方法来破冰，促使冰排解体流动，从而减轻由于冰坝阻塞而造成的江水、冰凌壅高上岸带来的灾害，但下游河段冰层未解体时，不宜破冰，以免上游冰排解体促成下游河段的冰坝形成。

为了保卫国界疆土，维护国土的完整和水域完整，防止国土继续流失，防治冰凌卡塞给两岸居民带来更多的破坏，除采取以上措施外，还应该兴修配套的水利工程，利用水利工程来调节水量，来缓解和减少冰坝凌汛带来的灾害。

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［2］阴法章，李桂芬，王春雷，肖迪芳.黑龙江冰坝研究综述［J］.黑龙江水专8 这报，2007，34(2)：23-26.

［3］徐海强，周玉.黑龙江上游冰凌灾害成因及防凌措施［J］.黑龙江水专学报，2000，27(3)：86-88.

［4］崔永生，靳宏伟，洪景峰.黑龙江上游冰坝成因分析及探讨［J］.东北水利水电，2001(5)：25-26.

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1007-7596(2011)06-0189-02

2011-08-10

管健(1983-)，男，黑龙江哈尔滨人，助理工程师，主要从事水利工程施工项目管理工作;杜嵩(1986-)，男，黑龙江哈尔滨人，助理工程师，主要从事水利工程施工项目管理工作;王立坤(1971-)，男，黑龙江哈尔滨人，副教授，博士，主要从事农业水资源、节水灌溉等方面研究工作。