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    2.3.4河流的冰冻情况
    北方地区冬季随着气温降低,当温度降至OOC 以下时,河水开始结冻。因此,河流在冬季分为冻结期、封冻期和解冻期三个阶段。
    北方地区大多数河流冰情严重,如黄河中上游一部分地区在北纬360~41 。之间,冬天气温低,河面结冰封冻,封冻期约为2~3 个月;松花江、黑龙江处在北纬43 。以北,结冰时间更长,封冻期达4~5个月。一般河流的封冻期,随气温和河流水文条件(静水和流动)而不同,若河流的流速较小(如小于O.4~0.5m/s) ,则河面很快形成冰盖;若流速较大(如大于O.4~0.5m/s) ,则河面不能很快形成冰盖,并由于水流的紊动作用而使整个河水受到过度冷却,水温降至-O.005~ -0.020C ,水中便出现细小的冰晶,冰晶和过度冷却水流接触,逐渐增大成冰絮,便形成了所谓水内冰,或称为深冰。水内冰为结于河底或水中物体上的冰,一般为白色或暗白色,呈海绵、鱼鳞、羽毛、梅花、米粒、豆粒状多孔而不透明的冰体,冰内往往含有泥砂、小石子及草根等。西北某些地区称此为"麻浮"。这种现象一般出现在河底的底冰上,或出现在悬移于河水中和浮在河水表面的冰屑和冰絮上。河水从流冰开始直至河流全部封冻之前,这段时间称为冬季流冰期。随着河面冰块数量增多,最后聚集和冻结而形成冰盖,使河流完全冻结。冰盖厚度随时间和气温的下降逐渐增厚。我国各江河的冰盖厚度为:东北松花江哈尔滨河段可达1.Om ,黑龙江一月间最大可达1.8m ,辽河水系为O.6~0.8m ,黄河流域包头河段为1.1m 。
    春季随着气温不断上升,当水温高于OOC 时,河冰就开始融化。靠近河岸的冰融化最快,因为岸边土石传导热量很快或者由于地表水流入的结果。沿岸冰融化之后,冰盖浮在河面上,在温差和水流推动等因素的影响下,冰盖很容易被分裂成为冰块,这就开始形成春季流冰期。
    河流冰冻过程,对于取水构筑物的正常运行有很大影响。在冬季流冰期,由于悬浮在水中的冰晶和初冰,极易附着在取水口的格栅上,增加水头损失,甚至会很快地把格栅冻结堵塞,影响取水。由于清除堵塞需用人力多,而且劳动强度大,所以必须采取各种防冰措施。若冰絮流入输水管内,还会造成管道墙塞,甚至造成整个给水系统陷于停顿。有时因冰块体积较大,并在取水构筑物附近堆积,而培塞取水口。所以,设计取水构筑物时,要考虑冰的压力和巨大冰块的撞击力量。如在水库中取水,由于冰压对取水塔挤压,而使取水构筑物产生位移和断裂。
    有的河水流速特别大,不能形成冰盖,这种河段称为冰穴。在这种河段及其下游水中的潜冰较多,而且存在于整个封冻期。有时,潜冰在冰盖下部聚集而形成冰坝(冰塞) ,致使河水猛烈上涨,威胁取水构筑物的安全。
    总之,在北方河流选择取水构筑物位置时,除研究河岸和河道径流条件外,还应该了解、河流冻结情况和冰凌资料。要很好地考虑冰凌和冰压对取水构筑物的影响。
    2.3.5水工构筑物及天然障碍物
    河道中常建有各种水工构筑物和存在着天然障碍物(如矶头、石梁等) ,由此均会引起河流的水力条件及河床形态的变化,所以在选择取水构筑物位置时,必须对已有的水工构筑物和天然障碍物进行研究,通过实地调查估计其发展趋势,采取适当措施。同时,在已建成的取水构筑物附近新建水工构筑物时,也要分析研究河道情况,防止引起对已建取水构筑物的不利影响。
    河道中的水工构筑物种类和形式很多,一般包括桥梁、拦河坝、丁坝、码头、水库、护岸等水利工程及污水排出口等,这些水工构筑物对于河道的流速、流向、水深和水质等都会有很大影响,甚至可能使河槽发生沉积、冲刷位移,并严重污染水质。因此,选择取水口位置时,一般应避开这些水工构筑物和天然障碍物的影响范围,否则应采取必要的措施。
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