芻議氣溫與開(kāi)江日期關(guān)系

王秋媛，龐春鈺

(1. 黑河水文局，黑龍江 黑河164300，2. 哈爾濱水文局，哈爾濱150010)

0 引 言

大地回春，氣溫升高至0 ℃以后，河冰迅速融化。冰面如有極薄的一層塵土，會(huì)加速冰的融化。河岸土壤吸熱較冰層多，沿岸冰層首先消融，出現(xiàn)自由水面。

如果上游來(lái)水溫度較高，會(huì)加速冰蓋下部融化，由于水流或大風(fēng)作用，產(chǎn)生冰層滑動(dòng)，甚至斷裂。碎冰順流而下稱(chēng)春季淌凌，此時(shí)，河流里的冰開(kāi)始化解，分解的冰塊隨著河水向下流動(dòng)，河流開(kāi)封。

在較長(zhǎng)河段內(nèi)有上下貫通敞露水面者，俗稱(chēng)開(kāi)河。其開(kāi)始發(fā)生的日期為解凍日期。［1］

開(kāi)江解凍的臨界條件是: 氣溫和水溫回升后，冰蓋吸熱消融、減薄，應(yīng)力下降，同時(shí)因冰雪融化，流量增加，水位上升。當(dāng)水位抬升力大于冰蓋的剪切力時(shí)，加上流速的作用，使冰蓋破裂、解體、脫岸移動(dòng)而開(kāi)江。［2］

因此，氣溫回升積值表示冰蓋吸收的總熱量，決定了熱力作用對(duì)冰蓋的消融速度和水位的抬升力。

1 流域概況

黑河水位站位于黑龍江上游右岸，控制流域面積為496 000 km2。三道卡水位站至黑河水位站河道長(zhǎng)123 km，為黑龍江上游段，沿途群山起伏，森林密布，植被良好，兩岸大部分由花崗巖、砂巖、頁(yè)巖組成，河床為砂卵石。河道比降較大，一般為0.2‰左右，具有明顯的山區(qū)特點(diǎn)［3］。上游右岸較大支流為法別拉河。下游3.7 km處有俄羅斯結(jié)雅河從左岸匯入。

黑河水位站冬季徑流主要來(lái)自干流和支流匯入，其次來(lái)源于地下水補(bǔ)給。黑河處于東亞季風(fēng)的東北部，是我國(guó)緯度最高的地區(qū)之一，黑河臨近冷空氣發(fā)源地—西伯利亞大草原，境內(nèi)又有小興安嶺山脈縱貫?zāi)媳保谷谐屎疁貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候特征。夏季西太平洋的暖濕空氣內(nèi)侵，短暫而溫潤(rùn)多雨，冬季受強(qiáng)大的西伯利亞和蒙古冷高壓控制，干燥而寒冷。年平均氣溫僅為－1.3 ～0.4 ℃，冬季( 11—2月) 的黑河氣溫常在零下25 ～35 ℃。

黑河水位站至河源( 以額爾古納計(jì)算) 河長(zhǎng)為2 464 km，至河口距離為1 976 km，黑河水位站是黑龍江干流重要控制站，本站測(cè)驗(yàn)河段順直，長(zhǎng)1 500 m，河床比降較小。斷面下游500 m處有一江心島( 大黑河島) ，兩岸均有堤防。

2 資料情況

本文引用的資料為1959—2010年其計(jì)52 a資料系列，均為實(shí)測(cè)資料，全部摘自水文年鑒及水文數(shù)據(jù)庫(kù)。所采用的資料滿(mǎn)足《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》［4］要求。資料的可靠性、一致性、代表性能得到保證。

3 預(yù)報(bào)方法

通過(guò)多年研究，發(fā)現(xiàn)4月上旬平均氣溫與開(kāi)江日期關(guān)系密切，因此，以4月上旬平均氣溫為預(yù)報(bào)因子，開(kāi)江日期為預(yù)報(bào)成果，點(diǎn)繪歷年黑河水位站最大冰厚與開(kāi)江日期相關(guān)關(guān)系圖。此方法合格率為86.5%，可以做預(yù)報(bào)［5］。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)4月上旬平均氣溫預(yù)報(bào)開(kāi)江日期［6］。以為黑河站很少發(fā)生冰壩，因此，只考慮熱力因數(shù)，忽略了動(dòng)力因數(shù)影響。應(yīng)當(dāng)注意的是當(dāng)上下游發(fā)生冰壩時(shí)，開(kāi)江日期將提前。

圖1 黑河站四月上旬平均氣溫—開(kāi)江日期相關(guān)圖

［1］劉伯倫. 東北各地凍土解凍日期［J］. 北方園藝，1988(01) :48.

［2］李旭陽(yáng). 伊敏河解凍日期預(yù)報(bào)方法的探討［J］.水文，1988(06) :31 －35.

［3］黑河地區(qū)水文站. 黑龍江黑河站凌汛預(yù)報(bào)方案［R］. 黑河:黑河地區(qū)水文站，2011.

［4］水利部水利信息中心. SL250—2000 水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范［S］. 北京:中國(guó)水利水電出版社，2000.

［5］南京水文水資源研究所. SL196—197 水文調(diào)查規(guī)范［S］. 北京:水利水電出版社，1997.

［6］廖厚初，吳寶峰，肖迪芳. 開(kāi)江日期預(yù)報(bào)方法［J］. 東北水利水電，2009(8) :34 －36.