中考地理专题复习：防凌措施
在高寒地区的江河、湖泊、港口以及水工建筑物中，冰凌危害是一个普遍存在的问题。随着全球气候变化和极端天气的频繁出现，冰凌对水利工程、航运交通以及生态环境的影响愈发显著。为了有效应对这一挑战，世界各国纷纷采取了一系列科学合理的防凌措施。
本文将详细探讨这些措施，并结合实际案例进行分析，帮助考生更好地理解防凌的重要性和具体方法。
一、冰凌的危害类型及其影响
冰凌是指河流、湖泊等水体在冬季结冰后形成的冰块或冰层。根据其形成机制和对不同设施的影响，冰凌危害可以分为以下几类：
1. 冰凌冻结江河、湖泊、港口，影响航运交通
在寒冷的冬季，江河、湖泊表面会逐渐结冰，尤其是在水流缓慢的区域，冰层会迅速扩展，最终形成大面积的冰盖。这不仅阻碍了船只的正常航行，还可能导致航道堵塞，严重影响水上运输的效率。此外，冰层的厚度和强度也会随着气温的变化而变化，给破冰作业带来极大的困难。
2. 冰凌冻结水力发电厂的引水渠，影响发电出力
水力发电厂的引水渠是连接水库与发电机组的关键通道。如果引水渠内形成大量冰块或冰层，可能会阻塞拦污栅，导致水流不畅，进而影响发电机组的正常运行。更为严重的是，冰凌还会对引水渠的结构造成破坏，增加维修成本和安全隐患。
3. 冰凌冻结泄水建筑物的闸门，影响启闭运用
泄水建筑物如水闸、船闸等是水利工程中的重要组成部分，用于调节水量和控制水流。然而，当温度骤降时，闸门周围的水体会迅速结冰，导致闸门无法正常启闭。这种情况不仅会影响水利工程的正常运作，还可能引发洪水等次生灾害。
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，往往会携带大量的冰块撞击桥梁、堤坝等水工建筑物。这种冲击力会对建筑物的结构造成严重的损害，甚至导致建筑物的倒塌。特别是在河流弯曲处或狭窄段，冰凌的流速加快，撞击力更大，危险性也更高。
5. 冰盖膨胀产生的膨胀力，增加建筑物的荷载
当河流表面形成冰盖时，随着气温的升高或降低，冰盖会发生膨胀或收缩。这种膨胀力会对建筑物产生巨大的压力，尤其是在建筑物的基础部分，容易引发结构变形或损坏。因此，在设计水工建筑物时，必须充分考虑冰盖膨胀力的影响，确保建筑物的安全性和稳定性。
二、防凌措施的具体应用
针对上述不同类型的冰凌危害，各国科学家和工程师们经过长期的研究和实践，总结出了一系列行之有效的防凌措施。以下是几种常见的防凌手段及其应用：
1. 破冰船破冰
破冰船是一种专门用于打破冰层的船舶，广泛应用于北极、南极等极地地区以及寒冷地区的内河航道。破冰船通过自身的重量和强大的动力系统，能够有效地破碎厚达数米的冰层，确保航道畅通无阻。
在中国北方的一些重要河流，如黄河、松花江等，破冰船也被广泛应用，尤其是在凌汛期，破冰船的使用极大地提高了航运的安全性和效率。
2. 空气筛防冻措施
空气筛是一种利用压缩空气在水中形成气泡的技术，常用于防止港岸、船闸等水域结冰。通过向水中注入大量微小的气泡，可以降低水体的结冰速度，保持水面的流动性。空气筛不仅操作简便，而且成本较低，适用于中小型港口和船闸等设施。近年来，随着技术的进步，空气筛的效率得到了进一步提高，成为防凌的重要手段之一。
3. 抬高渠道水位，促使形成冰盖
对于水力发电厂的引水渠，可以通过适当抬高水位，促使渠内形成稳定的冰盖，从而避免水内冰的产生。冰盖的形成可以有效隔绝外界冷空气的侵袭，减少引水渠内的结冰现象，保障发电设备的正常运行。此外，冰盖还可以起到一定的保护作用，防止冰块对引水渠结构的直接冲击。
在一些大型水电站，如三峡大坝，技术人员通过精确控制水位，成功实现了防凌的目的。
4. 加热或其它防冻措施
对于泄水建筑物的闸门，加热是最常用的防冻措施之一。通过在闸门周围安装电热丝或热水管道，可以保持闸门周围的水体处于液态，防止结冰。此外，还可以采用化学防冻剂、风幕机等其他防冻措施，确保闸门的正常启闭。在一些寒冷地区，如东北三省的水库和水闸，加热防冻措施已经广泛应用，取得了良好的效果。
5. 局部加固或破碎大块流冰
针对冰凌对桥墩、闸墩等建筑物的撞击问题，通常采用局部加固或破碎大块流冰的方法。一方面，可以在建筑物的关键部位加装防护栏、护舷等设施，增强其抗冲击能力；另一方面，可以使用破冰锤、爆破等手段，将大块流冰破碎成小块，减少其对建筑物的威胁。
在黄河下游的一些大桥上，技术人员通过安装特殊的防护装置，成功抵御了多次冰凌的冲击，确保了桥梁的安全。
6. 设置表底水流交换器或圆浮筒
为了减轻冰盖膨胀力对建筑物的影响，可以在建筑物临水面设置表底水流交换器或圆浮筒。表底水流交换器通过促进水体的垂直交换，使冰盖下的水温保持相对稳定，减少冰盖的膨胀力。圆浮筒则可以通过漂浮在水面上，分散冰盖的膨胀力，降低其对建筑物的压力。这两种方法在一些大型水利工程中得到了广泛应用，取得了显著的效果。
三、凌汛期河道水量的调节
除了上述针对具体设施的防凌措施外，合理调节凌汛期河道的水量也是防凌工作的重要环节。凌汛是指由于冰凌堆积导致河流水位急剧上升的现象，如果不加以控制，可能会引发严重的洪涝灾害。为了有效应对凌汛，各国水利部门采取了多种措施：
1. 水库调节
水库是调节河道水量的重要手段之一。通过科学调度水库的蓄水和放水，可以有效控制凌汛期的水位，避免冰坝的形成。例如，黄河上游的龙羊峡水库、刘家峡水库等，每年都会根据凌汛期的实际情况，适时调整水库的运行方案，确保下游河道的安全。水库调节不仅可以防凌，还能兼顾发电、灌溉等多重功能，实现水资源的综合利用。
2. 两岸涵闸分水
在凌汛期，通过两岸的涵闸将部分河水引入支流或低洼地带，可以有效降低主河道的水位，减轻冰凌的危害。这种方法适用于河道较为宽阔、支流较多的地区，如松花江流域。涵闸分水不仅可以缓解凌汛压力，还能为周边农田提供灌溉水源，促进农业发展。
3. 分洪区滞蓄
分洪区是指在凌汛期临时蓄水的区域，主要用于削减洪峰流量，减轻下游河道的防洪压力。分洪区的选择需要综合考虑地形、地质、人口等因素，确保在分洪过程中不会对周边环境和居民造成过大影响。例如，淮河流域的蒙洼蓄洪区，每年都会根据凌汛情况适时启用，发挥了重要的防洪作用。
4. 展宽堤距
展宽堤距是指通过拓宽河道两侧的堤防，增加河道的过水面积，从而提高河道的泄洪能力。这种方法适用于河道狭窄、水流湍急的地区，如黄河下游。展宽堤距不仅可以有效降低凌汛期的水位，还能改善河道的生态环境，促进鱼类等水生生物的繁衍。
四、总结与展望
防凌措施是保障高寒地区水利工程、航运交通以及生态环境安全的重要手段。通过对冰凌危害类型的深入分析，结合具体的防凌措施，我们可以更加科学地应对冰凌带来的各种挑战。未来，随着科技的不断进步，防凌技术也将得到进一步提升。例如，智能监测系统的应用可以实时掌握冰凌动态，提前预警凌汛风险；
新型材料的研发可以提高水工建筑物的抗冰性能，延长其使用寿命。我们相信，在全社会的共同努力下，防凌工作将取得更加显著的成效，为人类的可持续发展提供坚实的保障。
通过本文的学习，希望考生能够深刻理解防凌措施的重要性，并在实际应用中灵活运用所学知识，为未来的地理学习打下坚实的基础。
