郭新蕾 王 涛 付 辉 潘佳佳 路锦枝 郭永鑫 李甲振

(中国水利水电科学研究院，流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038)

引言

冰塞冰坝是北方寒冷地区江河渠库中较常出现的冰情现象，极易导致凌汛洪水灾害.目前，无论是自然内部进程或是外部强迫导致的全球气候变化都使得极端天气、水旱灾害频发，使得一些地区江河在暖冬也出现了比较频繁的冰塞冰坝现象，不仅对经济和社会发展带来越来越大的危害，也进一步加大了冰凌洪水灾害防治的难度[1].

北半球较高纬度的地区约有60%以上河流在冬季会经历冰凌过程[2]，我国北纬30度以北占四分之三的国土面积上都有冰凌现象发生.江河渠库一旦冰塞形成或冰坝溃决的预测和控制不及时，极易导致水位突增引发洪水泛滥(图1)，严重威胁沿线人民的生命和财产安全.美国、加拿大、俄罗斯、中国是受凌汛灾害影响较为严重的地区，每年因冰坝造成的损失可达数亿美元.我国北方河流如黄河、黑龙江、松花江、西藏和新疆境内诸多界河冬春季时有凌汛险情，典型的黄河宁蒙河段和中俄界江黑龙江，经历的极端低温在−30◦C 到−59.5◦C 之间[3-4]，前者在1951—2010 年的60 年中有13 年发生了凌汛堤防决口灾害；后者在1916—2014 年的98 年中有26 年发生过较大的冰凌灾害，普通冰厚在1 m 左右，形成的冰坝长度达10 ∼20 km，最长可达30 ∼50 km，冰坝形成后的壅水高度一般为6 ∼8 m，最高可达13 m.国家防总每年均会指示并会同有关省(区)和解放军部队，在宁蒙……