1.2 国内外研究现状
世界上纬度较高地区的江河都有冰期。河流封冻以后,由于过水断面湿周增长,水力半径减小,冰盖的糙率作用以及水浸冰和水内冰占去了部分过水断面等,从而导致了水流形态的变化,妨碍正常的发电和供水,缩短航期,增加水工建筑物的荷载,影响河流泥沙的运动。因此,江河冰情与工农业生产、水利工程、交通运输、国防建设等都密切相关,尤其是冰塞、冰坝等严重冰情,还会给国计民生造成巨大的损失。
20世纪,人们在探讨河流热量平衡和河流水热力学的基础上,揭示了河冰形成的机理,对河流封冻、冰厚增消、冰坝和冰塞的形成、解冻和冰凌洪水等冰情进行了全面的研究,基于热力学和水力学理论的冰凌数学模型的研制也提上了议事E1程,但由于河流热动态、河冰形成、河流冰情变化等都十分复杂,因此20世纪在这方面的研究成果大都是初步的、经验性较强的。21世纪着重对河冰形成及河流冰情变化的热力学和水力学机理继续作深入的研究,以促使冰凌数学模型E1臻完善。
1.2.1 国外的冰情研究
近年来,在苏联、加拿大、美国、日本和北欧等许多国家,江河冰情的观测和研究工作有了迅速的发展。为适应和推动这一新兴学科的发展,由国际水力研究协会发起,并在联合国教科文组织、国际水文科学协会、世界气象组织、国际冰川学会等单位的联合倡议下,创建了国际冰情问题委员会。该委员会于1970在冰岛召开了第一届国际冰情学术讨论会,于1996年在中国召开第十三届,并于2002年、2004年、2006年、2008年(第十九届)分别在新西兰的达尼丁、俄罗斯的彼得堡、日本的札幌、加拿大的温哥华召开了最近的四届国际冰情学术讨论会。平均两年一次的国际冰情学术交流活动,有力地推动了这一研究工作的开展。
目前,许多国家的有关学者,在对冰情观测的基础上,正越来越多地运用物理模型和数值模型的方法,着手解决河冰研究工作中的一些难题,研究水平亦Et益提高。从早期的研究成果看,它所涉及的内容仅局限于河冰的形成及其对水工建筑物的作用方面。近年来,对地球上水资源的进一步开发利用,对低温禁区和海洋的开发,生物冷冻复苏试验以及对南北极观察研究等方面的影响,促使江河冰情研究的范围逐步扩大。从最近发表的大量的有关文献来看,目前对河冰的研究内容可以归纳为以下几个方面。
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