鸭绿江河口流冰对航标的影响分析

鸭绿江河口流冰对航标的影响分析

王丽杰（丹东航道管理处，辽宁丹东118000）

摘要：分析总结了鸭绿江河口的冰情冰况及鸭绿江口标布设情况，分析流冰对航标的影响，提出了航标防冰和保护措施。

关键词：流冰；航标；影响

1概况

鸭绿江是我国大陆海岸线北方起始端，是中朝两国的界河，发源于长白山天池胭脂峰南侧，于丹东东港市大东沟注入黄海，全长795km，流域面积约6.4万平方千米。鸭绿江口为特殊类型入海口，暴涨、暴落的山溪性特点和较大的河床比降使感潮河段局限在54km内。

2冰况及航标分布情况

2.1冰况

鸭绿江地处我国东北地区，江口南临黄海北部，对鸭绿江河口海冰冰情冰况综述如下：

2.1.1冰期

冰期是指初冰日至终冰日的间隔日数。但在冰期并非每天都能观测到海冰。因此便出现了冰期内无冰日的现象。冰期内无冰日数最多的时期是在初冰期和终冰期，主要由于在这两个时期的气温变化的不稳定性，有时还会出现明显的温度回升现象。

鸭绿江河口附近海区的冰期各年不一,以大鹿岛测站为基准，平均为123天，冰期内无冰日数占冰期的13%。

从海冰形成发展和消失的过程，可将冰期分为初冰期、盛冰期和终冰期。

（1）初冰期。从初冰日至盛冰日开始称为初冰期。本海域初冰日平均出现于历年的11月下旬，初冰期平均为54天。

一般说来，初冰期是海冰形成和发展的时期，在此期间，气温和水温的变化都很剧烈。随着水文气象因素的变化，最初形成的海冰有消融、增长以及流动性大等特点，这种变化使初生冰具有明显的不稳定性，甚至出现多日无冰的情况，此时冰型一般为初生冰（即流冰）。初冰期后期，由寒潮入侵，气温下降，冰量开始增多，冰情逐渐加剧，而进入盛冰期。

（2）盛冰期。从盛冰期开始到终冰期的时间间隔称盛冰期。一般来说，某一海区出现结冰，当总冰量第一次连续三天出现等于或大于8成，且有厚度大于5cm的冰型出现，这开始的第一天即为盛冰日。

（3）终冰期。融冰日到终冰日之间的时间间隔称终冰期。本海域融冰日和终冰期的时间各年不一。融冰日平均出现在2月中旬，终冰期平均为31天。

2.1.2冰型、冰厚及其分布

（1）冰型、冰厚。冰型是根据海冰的生成原因和发展过程而划分的海冰类别。《海滨观测规范》（GB/T14914-2006）将冰型分为浮冰冰型和固定冰冰型，并用符号记录。

（2）流冰范围分布。流冰的漂移受多种因素制约，各年变化不一，因而流冰最大外缘线分布和范围明显存在差异。1月下旬～2月中旬结冰范围最大，一般在30～50km。

2.2航标布置情况

鸭绿江及其入海口在冬季经常有流冰出现，在过去冬、夏季全部采用Φ1.5m航标的情况下，航标在冬季受冰排破坏损失严重。九十年代后，丹东航道管理处在冬季采用Φ900×4m抗撞棒标。这种航标为钢质材料，航标体重量约200kg，混凝土配重，配重体约80kg，总重量约280kg，吃水1.7m。棒式浮标，既能在潮流作用下，沿竖直方向作3600旋转，棒体又能被冰块压入下部，当冰块过后仍能直立起来，降低了冬季航标损失。

鸭绿江中朝友谊桥至鸭绿江口协定范围适用界限段和鸭绿江口以南自由航行区设置46个航标。

3流冰对航标的作用力影响分析

当较大的冰层包围航标时,在潮流和风的作用下,大面积冰呈整体移动,使航标受挤压。冰荷载对航标作用的主要表现形式有：（1）由于风和水流推动漂浮的冰块，对航标产生冲撞力；（2）由于风和水流的作用，使大面积冰层对航标产生挤压力；（3）在水位升降过程中，冰层对航标产生的竖向作用力；（4）连续的冰层因温度变化而产生的渗胀力。在上述冰荷载中，渗胀力的影响较小，一般不予考虑。

4流冰对航标破坏机理

对航标的破坏主要包括对航标标体的破坏，航标灯的破坏以及割断锚链等。冰对航标破坏的作用机理可归纳为以下几种情况：

4.1冻融损坏。渗入航标（含其构建物）的海水，结冰时产生膨胀压力导致其内部呈现应力状态。随着气温的剧烈变化，海冰的冻融交变过程频繁发生，造成航标（含其构建物）的损坏，即所谓“冻损”。

4.2膨胀挤压破坏。海湾、港池和海岸附近的海水结冰之后，随着气温的变化海冰的体积随之发生变化，当冰层的体积膨胀时，便对结冰区的航标产生挤压作用，造成航标体变形乃致破坏。

4.3静力推压破坏。海冰在风和流的驱动下，对下风或顺流方向上与其接触的航标产生水平推压力。这种作用力很大，是海冰危害航标和其他海工建筑物以致造成冰灾的主要原因。

5航标防冰和保护措施

5.1加强冰情观测，把握冰情规律，做好冰情预报，做到未雨绸缪

完善沿岸、河口岛屿的海冰观测系统，运用现代化科技手段，观测鸭绿江口的冰情，研究海区结冰条件和相关要素，掌握冰的冻结、破碎、漂流、叠加和堆积规律，采用科学方法预测和预报海冰。

5.2增强防御意识，合理布置航标

在结冰海区进行海上经济开发活动时，必须考虑海冰影响，增强防御海冰灾害意识。航标布置时，可选择水流条件理想，冰速较小，冰况较好、较薄且不易堆积的区域设置航标；或结合河口航道海床地形，岸坡坡度地质与岛屿位置，布设。

5.3选用具有抗冰能力的航标

一般的浮标遇到流冰往往会造成标体损坏、灯光熄灭，或沉入水中，有些浮标则被拖离标位，此外，冬天风吹上的浪花，则凝结于浮标上层，致使顶部加重，倾角加大，有的甚至没入水中，导致航标效能降低、失效。

5.3.1适当建设海上固定灯塔或灯桩。在《国际航标协会助航指南》中明确指出，虽然航标管理部门作了大量的维护工作，但浮标因受风、浪涌、海流、海冰及船的碰撞拖带等各种因素作用，很可能已经从其原位置漂移，浮标只是作为船舶航行的辅助参考。建设海上固定标志，船舶根据固定目标的方位或者固定目标之间的角度来导航是其安全进出港的有效保证。固定标志的建造是有效改善冬季港口航道航标配布，提供优质助航手段的可靠保证。

5.3.2使用冰航标。冰航标的标体具有一定的抗冰强度，同时能解决在冬季流冰作用下被压入水中后再浮发光和夜间发光的问题。

这种冰标的标体外形有利于导冰，并且有较好的目视效果，在一般冰况条件下标体直立；当遇到大块流冰作用下，允许标体被压入水中，遇有缝隙能够浮出水面，而采用聚碳酸脂材料制作的防冰灯罩（透光率90%以上）使灯器能够正常发光。为使冰标形状更利于导冰，对钢质冰标进行了改进，将原平底单锥形标体改造为双锥形标体。

5.4在重要航标周围设置防冰桩等结构物防冰

在冰期到来前，及时清理水域中障碍物，防止其对航标的作用，同时可在航标周围设置防冰桩等结构物防冰。当航道在非通航期，应将航标取出。

5.5建立航标质量管理体系，有效地提升航标工作的管理水平

5.5.1航标的布设、外形尺度、强度和防腐蚀应满足以下规范标准要求：《内河助航标志》（GB5863-86）、《内河助航标志的主要外形尺寸》（GB5864-86）、《中国海区水上助航标志》（GB4696-84）、《中国海区水上助航标志的主要外形尺寸》（GB4697-84）、《浮标锚链》（JT/T100-2005）等。

5.5.2加强培训教育，提高航标维护人员的技术、业务素质，使其达到岗位要求。

参考文献

[1]鸭绿江河口流冰对航标的影响分析研究[Z].交通科技报告.

[2]SL59-93，河流冰情观察规范[S].

[3]GB/T14914-2006，海滨观测规范[S].

[4]JT/T100-2005，浮标锚链[S].

[5]GB5863-93,内河助航标志[S].

[6]GB4696－1999，中国海区水上助航标志[S].

[7]中华人民共和国航标条例[S].