張巖

摘 要：松花江是全長700多公里，是黑龍江省重要的航運通道。但是松花江在高緯度地區(qū)，在每年的冬季都會結(jié)冰，而在結(jié)冰和破冰時，河流中大量的流冰就會對航道的基礎(chǔ)造成嚴重的破壞。

關(guān)鍵詞：流冰；航道基礎(chǔ)設(shè)施；影響

結(jié)凍河流的航運一直不發(fā)達，這是因為在每年秋冬的流冰會對碼頭有著很強的沖擊作用，影響建筑的質(zhì)量，在我國的北方河流流冰現(xiàn)象是不可避免的。但是想要開展內(nèi)河運輸，拓展松花江周邊的經(jīng)濟發(fā)展就必須依靠碼頭等航道基礎(chǔ)設(shè)施。

一、流冰和開江的概念

流冰和開江一般出現(xiàn)在春秋兩季，其中因為秋季的流冰的影響力一般要遠遠小于春季，春季的流冰形象，被稱之為開江現(xiàn)象。開江現(xiàn)象其壯觀程度常年作為松花江沿岸每年的一項重要的時令景觀。開江的場景簡述起來就是巨大的冰塊互相撞擊，也撞向岸邊，通常一塊冰蓋的大小在十幾平米到幾百平米不等，加上水下的部分，冰塊的質(zhì)量是一個恐怖的數(shù)值，造成的慣性力也是極大的，所以對于岸邊的建筑會造成巨大的沖擊力。而這樣的流冰時間一般在一到兩周時間。

開江的時間江邊的是拉起警戒線的，不許人靠近岸邊，同時保證河流和岸邊不允許有船只和其他設(shè)備。一般的漁船放在岸邊會對冰塊沖擊翻沉，同時也能收到冰排的擠壓后嚴重的變形。

二、流冰的危害

1、對于河床的危害

一般來說的流冰對河床的危害較小，其主要的影響在于流冰后改變河床深度，松花江的特點在于河面較快，河道較淺，但是冰排的作用會將河床的泥沙攪動，然后通過水流將泥沙帶走，這樣的情況會造成上游的泥沙減少，河道變深，有利于航運。但是對于下游由于泥沙堆積導(dǎo)致泥沙堆積，河面上升，對于堤壩有了新的建筑要求。

2、對于航道的影響

在其松花江的入冬之后，所有船只是不許下江的，所有船只都會有被拖到岸邊的安全地點。但是航道的影響的主要是因為在江的支流有很多，在開江、流冰的過程中主河道出現(xiàn)流冰的堆積現(xiàn)象造成河流改道，從未對于下游的防洪產(chǎn)生巨大的影響。這種的現(xiàn)象在每年的流冰過程中非常普遍。所以流冰經(jīng)常造成航道封閉現(xiàn)象，在航道的管理中，主流向的改變也是最影響航要使用的問題。

三、流冰造成洪峰現(xiàn)象

流冰造成洪峰是需要一定的條件的，但是一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象危害非常嚴重。在流冰流經(jīng)河床較高的地帶就容易造成擱淺，巨大的冰塊堆積在一起形成一道天然的冰墻，通常在累計到一定高度的時候就冰墻就會破裂，造成一個小型的洪峰。但是如果在冰排堆積的時候出現(xiàn)嚴重的氣溫下降現(xiàn)象，就會加固冰墻，從而導(dǎo)致冰墻凍結(jié)成一個整體，能夠承受的水壓大大增加，這樣水就會不斷的堆積，形成類似于堰塞湖的形態(tài)。這種形態(tài)的危害主要有耽擱方面，第一，巨大冰塊慣性很大，會對岸邊的建筑造成毀滅性打擊。第二，因為水流堵塞，岸邊可能會出現(xiàn)超過警戒水位的現(xiàn)象，第三，在冰塊的開裂的時候會在局部形成一個強烈的洪峰，這個洪峰可能會對下游的防洪產(chǎn)生嚴重的影響，甚至會出現(xiàn)漫堤的現(xiàn)象。

3.1流冰對河床的影響封江流冰對河床影響較小。開江過程中，由于流冰過程中水位落差較大，流冰速度較快，一般在2～4米/秒，流冰過程中易造成陡岸的塌方。在臨近水面的沙灘上起到推沙的作用，致使沙灘堆入深槽，同時部分冰排在緩流處被推倒岸邊，融化。特別位于頂沖點的島嶼，受冰排和水流的作用，形成大面積沖刷，從而改變該河段的主流走向。

3.2流冰對航道的影響秋季流冰，流冰帶主要沿主流方向，由于秋季水流較清，對沿主流的航道具有一定的沖刷作用。開江流冰由于水流速度快，對航道影響較大，破壞原有的水流、河床平衡條件，在改變航道主流走向。以佳同線為例，每年開江后，移標改道次數(shù)非常多。主要是由于開江流冰過程中，在流冰較強外力作用下，打破了原有的平衡，形成新的平衡所至。

3.3特殊流冰對航道影響開江流冰過程中，在河道的束窄、彎曲、淺灘、分岔等處，冰凌容易堆積，形成堵塞，在堵塞處，有時冰排查到河底，在上游流冰的不斷作用在推起河底的泥沙，向下堆積。開江后，來不及沖刷形成礙航淺灘。松花江位于依蘭下20公里處，航道358導(dǎo)線處，該段江面束窄，水流速度較快，底質(zhì)為卵石和粗砂，為無汊流單一河段，正常年份航道條件較好。在2001年開江后航道水深低于該河段水深20～30厘米，形成礙航淺灘。綜合分析認為，該處開江后形成了冰壩，冰查到河底，推出幾道橫楞，開江后由于河床底質(zhì)不易沖刷，形成階段性礙航淺灘。

四、流冰對航道設(shè)施的影響

正常開江流冰對航道設(shè)施影響較小，但特殊年份，由于冰排在束窄河段查住，形成冰壩產(chǎn)生凌汛，對航道設(shè)施破壞很大。最為典型的是1994年，在松花江下游佳木斯江段發(fā)生的一次建國以來最大的一次凌汛，4月16日20時在樺川縣星火灌溉站江段形成冰壩，致使佳木斯城區(qū)江段水位迅速上漲，到17日7時水位最高達到79.47米，超警戒水位0.47米，為凌汛期有記載以來的最高水位。整個凌汛過程從形成冰壩至水位達到最高點用時11小時，水位漲幅3.4米，整個凌汛歷時四天。凌汛造成佳木斯航道分局全部船舶被推到岸邊，被冰排查住，無法脫身，水位回落后有被擱到岸上的危險。佳木斯航道分局用了10噸的炸藥進行炸冰。用兩天時間船舶才脫險，船舶受冰排擠、撞損失巨大。同時凌汛還造成100多座標志流失。春季流冰對水工建筑物的破壞也較大，整治建筑物的壩體上部在流冰期，受冰排撞、擠容易損毀。松花江佳同線有多處整治建筑物損壞，如：574公里一處鎖壩、581公里一處鎖壩、583公里一處鎖壩、586公里一處丁壩、597公里一處鎖壩，破壞嚴重，出現(xiàn)了50～100米的缺口。分析為開江冰排作用所致。5預(yù)防減少流冰的影響每年的流冰是一種正常的自然現(xiàn)象，每年情況不同對航道及設(shè)施的影響程度不同?？偨Y(jié)多年的經(jīng)驗，一是封江前對航標進行加固，低洼處的標志移到高處，無法移動的更換臨時標志；二是對位于頂沖點的島嶼進行護岸，減少沖刷。三是在整治過程中或整治后，每年安排一定的維護性工程疏浚，強主堵汊，減少汊流分流。在實際工作中收到了很好的效果。

五、結(jié)束語

松花江由西北部的嫩江和東南部的第二松花江匯集而成。兩江在三岔河匯集始稱為松花江，干流全長920km。由哈爾濱以下為松花江下游，全長696公里。松花江流域三面環(huán)山，河流沿西向東偏北走向。松花江干流在哈爾濱以上地區(qū)為平原地區(qū)。哈爾濱至依蘭為平原和丘陵，河谷狹窄。其中依蘭上游，有一段叫三姓淺灘，原水深較小，經(jīng)整治后航道水深有了較大提高。自依蘭至佳木斯段江面束窄，中水寬度只有500～800米。多處礙航淺灘。松花江流冰由于受氣溫、河床、降水等因素影響而不同，對航道及設(shè)施的影響不近相同。應(yīng)總結(jié)規(guī)律，做好應(yīng)對工作，搞好航道維護。

參考文獻

[1]李志軍，董吉武，蘆志強，陳際豐，李廣偉.冰對碼頭樁結(jié)構(gòu)作用力的物理試驗和模擬研究[J].工程力學.2009（03）

[2]白乙拉，李志軍，盧鵬，張麗敏，馮恩民.基于試驗數(shù)據(jù)優(yōu)化辨識孤立冰塊的流拖曳系數(shù)[J].大連理工大學學報.2007（06）

[3]岳前進，劉圓，屈衍，時忠民.抗冰平臺的冰振疲勞分析[J].工程力學.2007（06）