摘 要
巴彥高勒河段位於黃河內蒙古河段上段，封河時容易形成冰塞，特別是自1986年以來，巴彥高勒河段幾乎連年冬季形成嚴重冰塞，災害損失慘重.本文詳細分析了1986年前後巴彥高勒河段水力條件、熱力條件和河道邊界條件三方面的變化，從而研究冰塞的形成原因及條件，利用冰水力學理論研究巴彥高勒冰塞的形成機理.
段冰塞成因分析
巴彥高勒河段在封河時常形成冰塞，特別是
1986年以後，除1991年流量較小、冰塞最高水位為1051.91m外，其餘各年均高於1052.50m.1990、1992、1994、1995年巴彥高勒站冰塞壅水位均超過百年一遇洪水位，1988年和1993年冰塞水位超過千年一遇洪水位，達1054.33m和1054.40m.以上幾次冰塞均造成嚴重災害.現根據冰塞形成機理，結合本河段實際情況，分析其成因如下: (1)巴彥高勒以上為海勃彎峽谷段，兩岸陡峻，水深流急，河道比降在0.5‰以上，而自巴 彥高勒進入河套平原，坡度變緩，比降在0.15‰左右，水流緩慢.由冰花受力分析可知，巴彥高勒以上河段輸冰能力大，冰花容易下潛，一般當冰蓋前緣流速大於等於0.6m/s時，冰花即下潛；而巴彥高勒以下河段輸冰能力小，冰花容易堆積.所以具備了形成冰塞的河道條件，容易形成冰塞.
(2)冰蓋前緣流冰佛如德數增大，下潛能力增強.冰蓋前緣流冰花下潛的臨界佛如德數Fr( Fr=v/v)為0.06～0.12，平均0.09.據巴彥高勒站實測資料分析，1986年龍羊峽水庫運用前後冰蓋前緣流冰佛如德數變化如表1所示.龍羊峽水庫運用後平均佛如德數為0.113，比1986年以前增大41%，因此自1986年以後幾乎連年形成嚴重冰塞.
(3)自從上游龍劉水庫聯合調度以來，汛期洪峰削減，河槽淤積加劇，一方面使河道輸水輸冰能力減弱，特別是當上游來水較大時，造成上游壅水嚴重，同流量水位表現高；另一方面容易使冰花堆積，形成嚴重冰塞.據資料統計，三盛公閘下16.65km長河段內，1990年比1983 年汛後增加淤積量達1300萬m3，若按平均河寬800m計，1990年河床較1983年抬高0.98m.
（4)70年代在三盛公閘下主流岸邊修建了12座護堤丁字形壩垛，1987年又經加固加長，特別是閘下3.1km處3號壩長達100多m，直伸入主流，由於環流的作用，冰凌下潛非常明顯，大量的浮冰在丁字壩頭部附近漩渦下潛，使主流在閘下3.1km處過流能力急劇減小，成為壅冰壅水的卡口，加重冰塞.圖3為1990年冬三盛公閘下各斷面的三次水面線觀測資料，從中可以看出，閘下3.1km處為水面線的轉折點，說明3號丁壩的加固加長加重了冰塞壅水.
氣溫條件
巴彥高勒巴彥高勒河段地處寧夏和內蒙古河段的交界.寧蒙河段一般由緯度較高、坡度最緩且彎曲度 大的三湖河口至昭君墳河段最先封河，巴彥高勒河段封河較晚，巴彥高勒以上至石咀山為不穩定封凍河段.由於每年氣溫情況差異較大，所以每年冰情也不同，主要表現在封河長度及封河速度上.氣溫較低的年份可以封到石咀山以上，而氣溫較高的年份僅封到巴彥高勒以上數十公里.有些年份降溫強加上大風天氣，可在數日之內由三湖河口封到巴彥高勒之上(如1991年)，象這種情況，由於流冰花迅速形成冰蓋，流量迅速遞減，流速小，流冰量較少，由冰塞形成條件可知，不易形成嚴重冰塞；而有些年份降溫較弱，由三湖河口封至巴彥高勒需 要20多天(如1990年)，流凌天數可達月余，象這種情況，冰花量豐富，若再遭遇大流量，很容易形成嚴重冰塞.
