Page 39 - 2023年第54卷第3期

图 １２ 中游江边最高气温 Ｔ ａｍａｘ 、雪厚 ｈ ｓ 和冰厚 ｈ ｉ 图 １３ 中游江心最高气温 Ｔ ａｍａｘ 、雪厚 ｈ ｓ 和冰厚 ｈ ｉ
由图 １０—１３，可得下述重要结论：
（ １）计算冰厚 ｈ和实测冰厚 ｈ发展规律基本一致，雪盖开始消融是冰盖热力增厚和消融的临界点；
ｒ
ｉ
（２）除图 １１冰盖热力消融过程外，计算冰厚 ｈ和实测冰厚 ｈ数值比较接近，包括冰盖热力消融过程；
ｒ
ｉ
（３）河床下垫层地温 ｈ Ｔ 对冰盖的热力增厚和消融有较大影响，在无法通过实测确定河床地温
ｗｂｅ ｂｅ
和水温的条件下，选取合理的 ｈ Ｔ 值可以提高冰厚计算的准确性。
ｗｂｅ ｂｅ
需要说明的是，黑龙江地区冬季降雪频繁，江两岸地表长期积雪覆盖。随着太阳辐射和气温的升
高，两岸积雪就会融化，形成涓涓径流汇聚入江中，不仅会提高河道流量和流速，使得热交换系数 ｈ
ｗｉ
增大，而且使得河段 ｉ进口时刻 ｔ 的水温 Ｔ ｗｐ，ｉ － １ 增加，导致水温 Ｔ 的沿程增加，加速冰盖的热力消
ｗｐ，ｉ
ｉ － １
融。在一般情况下，江心流速一般比岸边流速高，相同水温条件下，江心冰底面热力消融速率比江边
快得多，例如在图 １１所示观察点实测冰盖热力消融速率明显比其他其它测点快得多。目前这一因素
在计算中尚无法考虑。

９ 结论

在系统考虑太阳辐射、反射和透射、长波辐射、蒸发 － 对流及河床地温等因素的条件下，本文提
出了雪盖和冰盖热传导的基本方程，雪面温度、净热通量及冰盖温度的垂向分布解析公式，以及冰盖
热力增厚和消融的数值计算模型。
根据理论研究和现场实测冰情数据分析，可得下述重要结论：
（ １）现有冰盖热力增厚和消融模型只是本文模型的特例，采用准稳态热传导模型分析冰盖热力增
厚和消融过程是合理的；
（ ２）在夜间，冰温 Ｔ是距离 ｙ的线性函数；在白天受太阳辐射的影响，Ｔ是 ｙ的非线性函数；
取决于太阳辐射透射
ｉ
（ ３）当观察点 ｘ上游存在长距离冰封渠段时，水体传递给冰盖的净热通量 Φ ｗｉ
与河床地温热通量 ｈ Ｔ ；
进入水体的热通量 Φ ｓｔ ｗｂｅ ｂｅ
（ ４）雪盖对太阳辐射有较高的反照率，并且具有很好的保温作用，太阳辐射对冰底面热力增厚过
程影响较小，但是对冰盖表面和底部的热力消融过程影响较大；
（５）与冰盖热力增厚一般发生在冰底面不同，冰盖的热力消融可在冰盖表面、冰盖内部和冰底面
同时发生；
（ ６）雪盖热力消融的临界条件是雪面温度由负转正，而不是气温由负转正；
（７）计算和实测冰厚热力增厚和消融发展规律基本一致，数值比较接近，包括冰盖热力消融过程；
河床地温对冰盖的热力增厚和消融有较大影响，不可忽视。

参 考 文 献：

［ １］ ＳＴＥＦＡＮＪ．ｂｅｒｄｉｅＴｈｅｏｒｉｅｎｄｅｓＥｉｓｂｉｌｄｕｎｇｉｎｓｂｅｓｏｎｄｅｒｅüｂｅｒｄｉｅＥｉｓｂｉｌｄｕｎｇｉｎＰｏｌａｒｍｕｒｅ［Ｚ］．ＷｉｅｎＳｉｔｚｕｎｓｂｅｒ．

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