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刍议气温与开江日期关系

2013-10-24王秋媛庞春钰

黑龙江水利科技 2013年1期
关键词:开江冰盖黑河

王秋媛,庞春钰

(1. 黑河水文局,黑龙江 黑河164300,2. 哈尔滨水文局,哈尔滨150010)

0 引 言

大地回春,气温升高至0 ℃以后,河冰迅速融化。冰面如有极薄的一层尘土,会加速冰的融化。河岸土壤吸热较冰层多,沿岸冰层首先消融,出现自由水面。

如果上游来水温度较高,会加速冰盖下部融化,由于水流或大风作用,产生冰层滑动,甚至断裂。碎冰顺流而下称春季淌凌,此时,河流里的冰开始化解,分解的冰块随着河水向下流动,河流开封。

在较长河段内有上下贯通敞露水面者,俗称开河。其开始发生的日期为解冻日期。[1]

开江解冻的临界条件是: 气温和水温回升后,冰盖吸热消融、减薄,应力下降,同时因冰雪融化,流量增加,水位上升。当水位抬升力大于冰盖的剪切力时,加上流速的作用,使冰盖破裂、解体、脱岸移动而开江。[2]

因此,气温回升积值表示冰盖吸收的总热量,决定了热力作用对冰盖的消融速度和水位的抬升力。

1 流域概况

黑河水位站位于黑龙江上游右岸,控制流域面积为496 000 km2。三道卡水位站至黑河水位站河道长123 km,为黑龙江上游段,沿途群山起伏,森林密布,植被良好,两岸大部分由花岗岩、砂岩、页岩组成,河床为砂卵石。河道比降较大,一般为0.2‰左右,具有明显的山区特点[3]。上游右岸较大支流为法别拉河。下游3.7 km处有俄罗斯结雅河从左岸汇入。

黑河水位站冬季径流主要来自干流和支流汇入,其次来源于地下水补给。黑河处于东亚季风的东北部,是我国纬度最高的地区之一,黑河临近冷空气发源地—西伯利亚大草原,境内又有小兴安岭山脉纵贯南北,使全市呈寒温带大陆性季风气候特征。夏季西太平洋的暖湿空气内侵,短暂而温润多雨,冬季受强大的西伯利亚和蒙古冷高压控制,干燥而寒冷。年平均气温仅为-1.3 ~0.4 ℃,冬季( 11—2月) 的黑河气温常在零下25 ~35 ℃。

黑河水位站至河源( 以额尔古纳计算) 河长为2 464 km,至河口距离为1 976 km,黑河水位站是黑龙江干流重要控制站,本站测验河段顺直,长1 500 m,河床比降较小。断面下游500 m处有一江心岛( 大黑河岛) ,两岸均有堤防。

2 资料情况

本文引用的资料为1959—2010年其计52 a资料系列,均为实测资料,全部摘自水文年鉴及水文数据库。所采用的资料满足《水文情报预报规范》[4]要求。资料的可靠性、一致性、代表性能得到保证。

3 预报方法

通过多年研究,发现4月上旬平均气温与开江日期关系密切,因此,以4月上旬平均气温为预报因子,开江日期为预报成果,点绘历年黑河水位站最大冰厚与开江日期相关关系图。此方法合格率为86.5%,可以做预报[5]。

4 结 语

本文通过4月上旬平均气温预报开江日期[6]。以为黑河站很少发生冰坝,因此,只考虑热力因数,忽略了动力因数影响。应当注意的是当上下游发生冰坝时,开江日期将提前。

图1 黑河站四月上旬平均气温—开江日期相关图

[1]刘伯伦. 东北各地冻土解冻日期[J]. 北方园艺,1988(01) :48.

[2]李旭阳. 伊敏河解冻日期预报方法的探讨[J].水文,1988(06) :31 -35.

[3]黑河地区水文站. 黑龙江黑河站凌汛预报方案[R]. 黑河:黑河地区水文站,2011.

[4]水利部水利信息中心. SL250—2000 水文情报预报规范[S]. 北京:中国水利水电出版社,2000.

[5]南京水文水资源研究所. SL196—197 水文调查规范[S]. 北京:水利水电出版社,1997.

[6]廖厚初,吴宝峰,肖迪芳. 开江日期预报方法[J]. 东北水利水电,2009(8) :34 -36.

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