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冰坝 精选

已有 6578 次阅读 2009-6-12 15:25 |个人分类:坝工|系统分类:科研笔记| 冰坝

                                                                                                 

                                                                        冰 坝
                                                                                                                          朱诗鳌

         河道中流动的冰块, 因为某些原因(如河道中有障碍物, 或在河道的狭窄处)上爬下插, 形成一种临时的挡水体——冰坝(ice dam)。
        在中国的黄河及其以北的在冬季结冰的河流, 在上、中游气候转暖, 淌下的冰凌到达下游一带, 若又遭受低气温的影响, 凌块逐渐增大, 便可能在狭窄多弯、深浅不一的河道中, 受岸冰卡阻而停滞, 造成所谓“插封”(相对于“平封”而言), 最后就可能形成冰坝。冰坝形成后, 便会抬高上游水位, 严重时可能造成漫堤决口。见图1。
 

                                                   
                                                                    图1  冰坝
                                                    1—河堤; 2—封口; 3—冰坝
         

                                                             
                                         
  图2  黄河上的一座冰坝(引自http://a4.att.hudong.com

                                                        
                                                图3  阿根廷的佩里托莫里诺(Perito Moreno)冰坝
                                                             (引自travelblog.org 及Mark & Maria)
   

                                                          
                                                    
  图4  英国都文(Deven)岛上的一座冰坝
                                               (引自
www.britishcouncil.org 及Krystopher Chutko)

                                                         
                                            
      图5  河狸冰坝(引自picasaweb.google.com)

        图2~图4是国内外的几座冰坝。
        图5是一座河狸坝结冰后成了河狸冰坝(河狸坝是河狸用树枝做成的坝, 如图5中右侧所示)。

                                                                  
                                                                      
   图6  1908年的尼亚加拉瀑布
                                                                                (引自usinfo.org)

        北美洲的尼亚加拉(Niagara)  瀑布若干世纪以来以她常年不停息奔泄的壮观景象遐迩闻名。图6是1908年的尼亚加拉瀑布。可是就在1848年3月29日午夜之后, 一巨形冰体阻塞河道形成冰坝, 拦断了水流, 澎湃的瀑布也因而消失。不过在第二天晚上, 河水还是摧毁了冰坝, 瀑布重现了雄姿。
        如河道障碍物因水位抬高而崩塌或冰坝决坏, 冰坝所拦蓄的大量河水的突然下泄, 又会给下游堤防造成威胁, 甚至酿成洪灾。在瑞士罗讷(Rhone)河流域的265次洪水记载中, 至少有十分之一是由冰坝决坏造成的。在阿根廷1934年也发生过类似的灾害。[1] [2]
        以上是通常所说的位于河道上的冰坝, 然而世界上还有与之大相径庭的两种“冰坝”, 其一特别之大, 另一特别之小。

        ● 特别大者是加拿大境内的劳伦泰德冰坝。
        自20,000年以前开始, 到8,000年以前期间, 是北半球的冰河作用时期, 在北美和欧亚大陆的北部, 庞大的冰块周边形成了巨大的湖泊, 其中最大的是位于加拿大境内的艾格西兹湖(Lake Agassiz), 如图7所示。庞大的劳伦泰得冰盖就成了冰坝。

                     
                                                            图7  劳伦泰德冰坝(冰盖)地理位置图
                                                                       (引自www.eos.ubc.ca

                                     
                                                                         图8  劳伦泰德冰坝断面图
                                                                           (引自www.eos.ubc.ca

        可能因为冰坝下存在的过水通道的扩大, 导致大量的湖泊淡水向北泄放到哈得孙湾(Hudson Bay), 最后注入北大西洋, 如图8所示。现有的研究认为, 正是泄放的这种大量的湖泊洪流激发了8200年前在那里发生的冰冻事件。[3]~[7]

        ● 特别小者是屋顶上的冰坝。

                                             
                                                                             图9  屋顶冰坝示意图
                                                             (引自www.associationtimes.com

         在多雪国家的冬季, 在人字屋顶下缘部分常常融结成冰堆, 在英语中, 这些冰堆也称“冰坝”。 屋顶冰坝会存留其上融化的雪水, 形成“水库”, 雪水多时还可能渗漏到房屋里面, 如图9所示。屋顶冰坝还可能带来其他危害, 如结构超载, 落冰伤害, 以及檐槽与排水孔被堵塞等。

                   

                                                                 参考文献  

1  王永存, 张乃珍摘译. 大坝失事概况.  水利工程块报, 1963年第23期  
2  R.B.Jansen  Dams and Public Sefety, Denver, 1980
3  Clarke, G. K. C., D.W. Leverington, J. T. Teller, and A. S. Dyke. 2004. Paleohydraulics of the last outburst flood from glacial Lake Agassiz and the 8,200 BP cold event. Quaternary Science Reviews, 23, 389-407.
4  Clarke, G. K. C., D. W. Leverington, J. T. Teller, and A. S. Dyke. 2003. Superlakes, megafloods, and abrupt climate change. Science, 301, 922-923.
5  Teller, J. T., D. W. Leverington, and D. W. Mann. 2002. Freshwater outbursts to the oceans from glacial Lake Agassiz and their role in climate change during the last deglaciation. Quaternary Science Reviews, 21, 879-887.
6  Clarke, G. K. C., D. W. Leverington, J. T. Teller, A. S. Dyke,and S. J. Marshall. 2005. Fresh arguments against the Shaw megaflood hypothesis. Quaternary Science Reviews, 24, 1533-1541.
7  Mangerud, J., M. Jakobsson, H. Alexanderson, V. Astakhov, G. K. C. Clarke, M. Henriksen, C. Hjort, G. Krinner, J.-P. Lunkka, P. Möller, A. Murray, O. Nikolskaya, M. Saarnisto, and J. I. Svendsen. 2004. Ice-dammed lakes and rerouting of the drainage of Northern Eurasia during the last glaciation. Quaternary Science Reviews, 23,
1313-1332.



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