冰坝是一种迷人的现象,尤其是在像我的家乡纽约州斯克内克塔迪那样容易发生冰坝的地区。每年,莫霍克河的某些河段都会变成由冻结的冰块组成的厚厚淤泥。但是,虽然冰封的河流看起来很壮观,但它会造成包括危险洪水在内的严重问题。
今年冬天尤其容易发生冰坝,这在很大程度上是因为我们经历了剧烈的气温波动,超级寒冷的天气紧随其后或之前是反常的温暖。以下是原因。
这种冰坝被称为“解冻冰坝”。美国陆军工程兵团冷区研究与工程实验室(位于新罕布什尔州汉诺威)的研究水力工程师史蒂文·戴利(Steven Daly)说:“雨水和融雪导致水位上涨,并与河岸分离。”“冰块破碎,水开始推动冰块,直到它们到达河流的容纳能力无法全部承载冰块的点。”
这通常发生在气温足够低,在水面上形成厚厚的冰层,然后迅速升温的时候,这正是去年莫霍克河的情况。2018年1月第一周的平均气温远低于冰点,有几天最高气温仍低于零度。然后,到1月13日,气温达到60华氏度(约15.6摄氏度),并伴有降雨,这为发生这样的堆积创造了完美的条件。
“莫霍克河以冰坝而闻名,”戴利说。“漫长而寒冷的冬天导致河流被厚厚的冰覆盖。如果气温逐渐升高,就不会发生冰坝。是快速的上涨和流动导致了它。”
陆军工程兵团维护着一个冰坝数据库,该数据库已在2018年追踪了数百起冰坝事件。
这些冰封的交通堵塞倾向于每年发生在相同的地方,因为河流的结构。“任何横跨河道的结构,如水坝、船闸、浮木围栏,甚至有许多桥墩的桥梁,或者河流的急弯都可能导致冰坝,”戴利说。
在莫霍克河的案例中,是靠近斯克内克塔迪老火车站的这座铁路桥阻碍了水流。桥梁之后,水是冰封的,但很平滑。
解冻很难
一旦形成冰坝,几乎没有什么可以真正做的。“我们绝不会派船去这种冰坝,”戴利说。“唯一能做的就是尝试用设备从岸边清除冰块。”
然而,有可能预先解决这个问题。2004年,环境保护部的一个项目在布法罗西南约两英里处的一个易发洪水的卡曾诺维亚溪(Cazenovia Creek)河段安装了一个防冰坝系统。该系统由九个钢套混凝土墩组成,间隔17英尺。它们高出水面10英尺,直径为5英尺。本质上,它们是巨大的水泥柱,旨在控制冰块向下游的流动,以防止它们堆积并导致洪水。
虽然该项目帮助解决了洪水问题,但成本不菲。环境保护部报告称,建设总成本为1,828,962.60美元。因此,虽然这些问题在一些地区可能仍然存在,但解决这个问题需要对基础设施进行大量投资。
更多冰坝即将到来
如果气温继续波动,我们可以预料到这种现象将越来越多。虽然它看起来非常酷,但戴利说,你绝对不应该在上面行走。“它可能看起来很坚固,但事实并非如此,”他说。“一旦陷入,你将无法脱身。”