冰川作用区与其周围水体发生的各种水文现象和过程,内容包括冰川的积累、消融、冰川径流以及冰雪水资源及其对河流的补给等。冰川积累和消融 冰川上增加物质的过程称为冰川积累。冰川积累主要来源于降雪、吹雪和雪崩,还有少量的霜、雾松、雹和液态降水以及融水的再冻结。冰川上消耗物质的过程称为冰川消融。冰川积累量与消融量之差值称为冰川物质平衡。冰川的积累量大于消融量,为正平衡;反之,则为负平衡。
冰川作用区与其周围水体发生的各种水文现象和过程,内容包括冰川的积累、消融、冰川径流以及冰雪水资源及其对河流的补给等。
冰川积累和消融 冰川上增加物质的过程称为冰川积累。冰川积累主要来源于降雪、吹雪和雪崩,还有少量的霜、雾松、雹和液态降水以及融水的再冻结。冰川上消耗物质的过程称为冰川消融。冰川积累量与消融量之差值称为冰川物质平衡。冰川的积累量大于消融量,为正平衡;反之,则为负平衡。低温湿润是冰川积累的天气条件,有利于冰川发育;而高温干旱则有利于冰川的消融和退缩。在中国,夏季是冰川的消融期,同时又是冰川的主要积累期。冰川的前进、后退与气候的变化有直接关系,但滞后于气候变化。
冰川消融所需热量,除来源于太阳辐射外,还来自冰面与近地层大气乱流交换热量和水汽凝结释放热量。对中国大陆性冰川,辐射平衡值占热量平衡收入项的80~90%以上,而乱流交换热和凝结释放热则分别占10%和5%;海洋性冰川的辐射平衡值、乱流交换热和凝结释放热分别为60%、30%和10%。中国冰川年消融深,以藏东南的海洋性冰川为最大(5000~6000毫米),向西、西北方向递减(500~600毫米),具有明显的区域分布规律。
冰川径流 夏季为强烈消融期,冰川冰面和冰内产生大量冰雪融化水,通过冰面与冰内通道汇入河流成为冰川径流量。大陆性冰川以冰面径流为主,而温冰川的冰面与冰内径流均相当发育。冰川作用区的径流主要受气温影响。因而冰川径流具有日变化特征,午后流量最大,夜间或凌晨流量最小,峰谷出现时间比气温峰、谷滞后。中国冰川径流的年内变化很不均匀,径流量集中在6~8月,约占冰川总消融量的80~90%。冰川径流的年际变化以冰舌末端水文站的径流变差系数表示。冰川径流减缓山区河流丰枯水年径流的变化,对径流起多年调节作用,冰川融水补给的河流,径流变差系数较小,河流水量比较平稳。冰川径流模数随冰川类型、冰川特征、冰面状况及气候条件而变化。海洋性冰川的冰川径流模数大于大陆性冰川。中国西藏地区冰川径流模数的分布趋势是由东南向北方向随气候干旱程度的增加而递减,最大值约为200升·秒-1·公里-1,最小值为40升·秒-1·公里-2左右。冰川洪水的洪峰及洪量取决于冰川规模和天气条件,一般在晴朗高温天气洪水大,而低温湿润天气洪水小,但由冰湖溃决或冰下河道、冰洞的蓄水突然发生快速排泄形成的洪水,则不受天气条件的制约。最常见的冰湖是由冰川前进堵塞支沟所形成,也可由冰内河道,冰洞发育的冰川,融水聚积而形成冰下湖。当冰坝所承受的水压力超过冰坝本身所能承受的压力,或因冰川跃动,冰川体崩落于冰湖、地震等都可能使冰湖发生溃决。冰川洪水的特点是突发性,历时短暂,冰岛、挪威、苏联、美国、加拿大、南美以及巴基斯坦、尼泊尔、中国、印度等都出现过冰川洪水。冰川洪水由于来势凶猛,对工农业、交通和人民生命财产危害严重。
冰川水资源及其对河流的补给作用 冰川是全球淡水资源的宝库。全球冰川面积为16227500平方公里,冰川储量为24064100立方公里,约占全球淡水总储量的69%。南极是最大的冰盖(13980000平方公里),占全球山岳冰川面积的86%,其次是格陵兰(1804400平方公里),约占全球冰川的11%,山地冰川仅占3.0%。中国冰川面积为56500平方公里,约占全球冰川面积的3.5%,为亚洲中部山丘冰川面积的一半。冰川是山区河流的主要水源之一,每年夏季冰川融水向山前的干旱或半干旱地区输送大量水源,它是高寒山区、干旱、半干旱地区发展工农业和林牧业不可缺少的水源。据统计苏联在中亚靠冰雪融水灌溉约占50%,北美沿岸山脉地区,欧洲阿尔卑斯地区、斯堪的纳维亚半岛和中国甘肃河西、新疆等,冰川融水在灌溉用水中占有极其重要的地位。冰川径流在河流径流量中的补给比重随冰川覆盖率(冰川面积与相应流域面积之比)冰川消融区面积以及流域干旱度而增大。中国西部山区河流冰川径流补给比重的分布趋势由青藏高原外围的10%,向高原腹地递增,如可可西里、柴达木盆地、塔里木盆地等水系可达30~40%,有些甚至在50%以上。
冰川融水对河流的补给作用为:①加剧了河川径流量年内分配的不均匀性,水量高度集中于夏季,而春季正值农业需要大量用水时旱情却相当严重,不利于春播;②对河川径流量起多年调节作用,这是由于冰川径流与气温具有同步性,而与降水的关系不同步。在干旱高温年份冰川释放出大量的冰川融水;低温湿润年份,山区降水量以固态水的形式储存于冰川。因此,在高温干旱、降水量少的年份河流水量反而偏丰,而低温多雨年河流水量偏枯。这种调节能力随冰川径流补给比重的增大而增大,河流水量亦愈稳定,是农业稳产的重要因素之一。
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