初二地理知识点：防凌措施
一、冰凌危害的种类与特点
在高寒地区的河流、湖泊以及水工建筑物中，冰凌现象是一种常见的自然现象。随着气温的下降，江河、湖泊表面逐渐结冰，形成冰盖或冰凌。然而，冰凌并非仅仅是静态的冰块，它还会随着水流的推动而移动，甚至堆积成冰坝，对航运、水利设施等造成严重的威胁。
因此，世界各国都在积极探索和实施各种防凌措施，以应对不同类型的冰凌危害。
冰凌的危害主要可以分为以下几种类型：
1. 冰凌冻结江河、湖泊、港口，影响航运交通
冰凌会在江河、湖泊表面形成厚厚的冰层，尤其是在冬季，这些冰层会阻碍船只的正常航行。特别是在港口和船闸附近，冰凌的堆积会导致船只无法进出，严重影响航运效率。此外，冰凌还可能损坏船体和其他水上设施，增加维护成本。
2. 冰凌冻结水力发电厂的引水渠，或阻塞拦污栅，影响发电出力
水力发电厂依赖于稳定的水流来发电。然而，冰凌的形成会阻塞引水渠，导致水流不畅，进而影响发电效率。特别是当冰凌堵塞了拦污栅时，不仅会影响发电，还可能导致设备损坏，增加维修难度和成本。
3. 冰凌冻结各种泄水建筑物的闸门，影响启闭运用
泄水建筑物如水坝、闸门等是水利工程中的重要组成部分。冰凌的冻结会使闸门无法正常启闭，导致洪水无法及时排放，增加了洪涝灾害的风险。此外，冰凌的冻结还可能损坏闸门的机械结构，影响其使用寿命。
4. 冰凌撞击建筑物，如桥墩、闸墩、整治河道的丁坝等
冰凌在流动过程中，尤其是大块的流冰，会对桥梁、闸墩等建筑物产生强烈的冲击力。这种冲击力可能会导致建筑物的结构受损，甚至引发坍塌事故。为了防止这种情况的发生，通常需要对这些建筑物进行局部加固，或者采取其他措施破碎大块流冰。
5. 冰盖膨胀时产生的膨胀力，增加建筑物的荷载
当冰盖形成后，随着气温的变化，冰盖会发生膨胀或收缩。特别是在冰盖膨胀时，会产生巨大的膨胀力，给建筑物带来额外的荷载。这种膨胀力如果超过了建筑物的设计承载能力，可能会导致建筑物的损坏。因此，在设计这些建筑物时，必须充分考虑冰盖膨胀力的影响，并采取相应的防冻措施。
二、防凌措施的具体应用
针对上述不同类型的冰凌危害，各国采取了多种防凌措施，以确保江河、湖泊、港口以及水工建筑物的安全运行。以下是几种常见的防凌措施及其具体应用：
1. 破冰船破冰
破冰船是应对冰凌冻结江河、湖泊、港口的主要工具之一。破冰船通过强大的动力系统，能够冲破厚厚的冰层，保持航道的畅通。破冰船通常配备有特殊的船首设计，能够在冰面上滑行并压碎冰块。此外，一些破冰船还配备了高压水枪，可以通过喷射高压水来融化冰块，进一步提高破冰效率。
在一些大型港口，破冰船的作用尤为重要。例如，俄罗斯的摩尔曼斯克港位于北极圈内，冬季海面结冰严重，破冰船成为了保障港口正常运作的关键工具。每年冬季，破冰船都会定期在港口及周边海域进行破冰作业，确保船只能够顺利进出。
2. 空气筛防冻措施
空气筛是一种利用压缩空气来防止冰凌形成的装置。它通常安装在港口、船闸等容易结冰的区域。空气筛的工作原理是通过向水中注入压缩空气，形成气泡，气泡上升过程中会带走水中的热量，从而阻止水温下降到结冰点。这种方法不仅能够有效防止冰凌的形成，还能减少破冰船的使用频率，降低运营成本。
空气筛的应用范围广泛，除了港口和船闸外，还可以用于河流、湖泊等水域的防冰工作。例如，在一些小型湖泊中，空气筛可以安装在湖岸边，通过持续注入压缩空气，保持湖面的局部水域不结冰，确保冬季的渔业活动不受影响。
3. 抬高渠道水位，促使形成冰盖
对于水力发电厂来说，冰凌的形成会阻塞引水渠，影响发电效率。为了避免这种情况的发生，通常会采取抬高渠道水位的措施，促使形成冰盖。冰盖的形成可以在水面形成一层保护层，防止水内的冰块生成，从而保证引水渠的畅通。
抬高渠道水位的方法可以通过调节上游水库的水位来实现。当气温较低时，适当提高水库的水位，使引水渠中的水流速度加快，水温相对升高，从而减少冰凌的形成。此外，还可以通过在引水渠中设置加热装置，直接对水体进行加热，进一步防止冰凌的产生。
4. 加热或其它防冻措施
对于泄水建筑物的闸门，冰凌的冻结会影响其正常启闭。为了防止这种情况的发生，通常会采用加热或其他防冻措施。例如，在闸门周围安装电热丝或热水管道，通过对闸门周围的水体进行加热，防止冰凌的形成。此外，还可以使用防冻液，将防冻液注入闸门的缝隙中，防止冰凌冻结闸门。
除了加热措施外，还可以采用机械除冰的方式。例如，使用专门的除冰设备，定期对闸门进行清理，确保闸门能够正常启闭。在一些极端寒冷的地区，还可以采用远程监控系统，实时监测闸门的状态，一旦发现冰凌冻结，立即启动除冰设备，确保闸门的安全运行。
5. 局部加固或破碎大块流冰
对于桥梁、闸墩等建筑物，冰凌的撞击可能会对其结构造成损害。为了防止这种情况的发生，通常会对这些建筑物进行局部加固。例如，在桥墩周围安装防护栏，减少冰凌的直接冲击。此外，还可以使用钢筋混凝土等材料，增强建筑物的抗冲击能力。
对于大块的流冰，通常会采取破碎的方式进行处理。例如，使用爆破技术，将大块流冰炸碎，使其体积减小，减少对建筑物的冲击力。此外，还可以使用专门的破冰设备，如破冰锤、破冰钻等，对流冰进行破碎。这些设备可以在流冰经过时，迅速将其破碎成小块，确保建筑物的安全。
6. 设置表底水流交换器防冻
冰盖膨胀时会产生巨大的膨胀力，给建筑物带来额外的荷载。为了减少冰盖膨胀力的影响，可以在建筑物临水面设置表底水流交换器。表底水流交换器通过促进水体的循环流动，防止水温过低，从而减少冰盖的形成。此外，还可以在建筑物周围放置圆浮筒，通过浮筒的浮动作用，减少冰压力的传递，保护建筑物免受冰盖膨胀力的影响。
三、调节凌汛期河道水量的措施
除了上述针对具体冰凌危害的防凌措施外，调节凌汛期河道水量也是防凌工作的重要内容。凌汛是指由于冰凌的堆积，导致河水流量突然增大，形成洪水的现象。凌汛的发生往往伴随着冰坝的形成，冰坝会阻碍河水的正常流动，导致上游水位急剧上升，引发洪涝灾害。
因此，合理调节凌汛期河道水量，可以有效避免冰坝的产生，保障河道的安全。
1. 水库调节
水库是调节凌汛期河道水量的重要手段之一。通过合理调度水库的蓄水和放水，可以有效控制河道的水位，防止凌汛的发生。例如，在凌汛期来临之前，适当降低水库的水位，为即将到来的冰凌提供足够的空间。当冰凌开始形成时，可以根据实际情况，逐步放水，保持河道的水位稳定。
此外，还可以通过调整水库的放水时间和流量，避免冰凌堆积成冰坝。
水库调节的优点是可以灵活应对不同的凌汛情况，具有较强的可控性。然而，水库调节也需要注意环境保护问题，避免过度放水对下游生态系统造成影响。因此，在进行水库调节时，必须综合考虑水资源的合理利用和生态保护。
2. 利用两岸涵闸分水
两岸涵闸是另一种有效的凌汛调节措施。通过在河道两岸设置涵闸，可以在凌汛期将部分河水引入两岸的分洪区，减轻主河道的负担。涵闸的设置可以根据河道的具体情况，选择合适的地点和数量。例如，在一些宽阔的河道中，可以在两岸每隔一定距离设置一个涵闸，确保河水能够均匀分布，避免局部水位过高。
两岸涵闸的优势在于可以快速响应凌汛变化，及时分流河水，减少主河道的压力。此外，涵闸还可以根据实际情况进行灵活调整，适应不同的凌汛情况。然而，涵闸的建设和维护成本较高，需要投入大量的资金和技术支持。
3. 分洪区滞蓄
分洪区是专门为凌汛期准备的蓄水区域。当凌汛发生时，可以通过开启分洪闸，将部分河水引入分洪区，暂时滞蓄在分洪区内。分洪区的选择通常是在地势较低、远离居民区的地方，以确保安全。分洪区的容量可以根据凌汛的规模进行设计，确保能够容纳足够的水量。
分洪区的作用不仅可以减轻主河道的负担，还可以为冰凌的融化提供时间。当气温回升时，分洪区内的冰凌会逐渐融化，流入主河道，避免冰坝的形成。此外，分洪区还可以作为湿地生态系统的一部分，为鸟类和其他野生动物提供栖息地，具有一定的生态效益。
4. 展宽堤距
展宽堤距是通过扩大河道两侧的堤坝间距，增加河道的过水面积，从而减少凌汛期间的水位上升。展宽堤距的措施适用于一些狭窄的河道，通过拓宽河道，可以有效缓解凌汛的压力。展宽堤距的好处是可以从根本上解决河道狭窄的问题，避免凌汛的发生。然而，展宽堤距的工程量较大，需要投入大量的资金和人力，施工难度也较高。
四、总结
防凌措施是保障江河、湖泊、港口以及水工建筑物安全运行的重要手段。通过采取破冰船破冰、空气筛防冻、抬高渠道水位、加热防冻、局部加固、破碎大块流冰、设置表底水流交换器等措施，可以有效应对不同类型的冰凌危害。
同时，调节凌汛期河道水量也是防凌工作的重要内容，通过水库调节、两岸涵闸分水、分洪区滞蓄、展宽堤距等措施，可以避免冰坝的形成，保障河道的安全。
在实际操作中，防凌措施的选择应根据具体的地理环境、气候条件和工程需求进行综合考虑。只有通过科学合理的规划和实施，才能有效应对冰凌的危害，确保江河、湖泊、港口以及水工建筑物的安全运行。
