河水結(jié)冰的原因

　　在水結(jié)成冰時(shí)，水分子的運(yùn)動(dòng)不能破壞氫鍵，氫鍵起主要作用，它把水分子結(jié)起來形成有規(guī)則的空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，在一個(gè)晶格中，四個(gè)氫原子在正四面體的頂點(diǎn)上，一個(gè)氧原子位于四面體的中心.這樣，使分子間的空隙變大且保持一定，因此水結(jié)成冰時(shí)體積變大.而在水中分子運(yùn)動(dòng)既能破壞水分子之間的氫鍵束縛而又不使分子作劇烈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致分子間頻繁碰撞，各分子間可發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而相互交錯(cuò)，這樣就會(huì)互相填補(bǔ)空隙~因而體積變大

河水結(jié)冰

　　河水結(jié)冰的原因

　　我們?cè)谡n本上學(xué)到，當(dāng)溫度降到0℃時(shí)水就會(huì)變成冰。但實(shí)際情況并非如此簡單。一方面自然界中的水不是純凈的水，里面溶解了很多物質(zhì)，水的凝固點(diǎn)降低，水需在0℃以下才能凍結(jié);另一方面，當(dāng)溫度剛好由零度以上降到0℃時(shí)，水是不會(huì)結(jié)凍的，因?yàn)榻Y(jié)冰時(shí)放出的潛熱很大，如果正好是冰點(diǎn)，剛生成的冰晶又會(huì)很快融化掉。所以，一般溫度在零度以下河水才出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象。

　　靜水結(jié)冰需要較甚的過冷，實(shí)驗(yàn)室里曾經(jīng)記錄到蒸餾水過冷到-20℃還不見冰晶出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。一般靜水冷卻到4℃后，水面繼續(xù)降溫，僅能使表層發(fā)生冷卻，底層在較長時(shí)間里還是維持在4℃的溫度，所以靜水凍結(jié)是從水面開始的。

　　初冬時(shí)節(jié)河流淌凌是河流開始結(jié)冰的最初階段。河水是洶涌流動(dòng)的，流水結(jié)冰過程與靜水很不相同。流水由于處在流動(dòng)狀態(tài)，紊流擾動(dòng)強(qiáng)，不僅表層冷卻迅速，就是底層也同時(shí)降溫，水面和水內(nèi)幾乎可以同時(shí)結(jié)冰。大多數(shù)研究者認(rèn)為，河流結(jié)冰是同時(shí)在水面和水中發(fā)生的。理由是河流混合作用強(qiáng)，在結(jié)冰前河水上下都能達(dá)到大體相同的溫度，只要有結(jié)晶核，就可以在任何地方開始結(jié)冰。底冰的存在證明了這種理論的可能性。

　　河流封凍有二種情況。一種是從岸邊開始，先結(jié)成岸冰，向河心發(fā)展，逐漸匯合成冰橋，冰橋?qū)挾葦U(kuò)展，使整個(gè)河面全被封凍。還有一種是流冰在河流狹窄或淺灘處形成冰壩后，冰塊相互之間和冰塊與河岸之間迅速凍結(jié)起來，并逆流向上擴(kuò)展，使整個(gè)河面封凍。

　　當(dāng)大地回春，氣溫升高的時(shí)候，河流里的冰開始化解，分解的冰塊隨著河水向下流動(dòng)，河流開封。但是并不是所有的河冰都這樣斯斯文文地解凍，讓河流順利開河，有時(shí)候解凍來得很快，特別是氣溫猛升或水位暴漲，大塊冰凌洶涌而下，這樣就容易造成冰凌。科學(xué)家們給這兩種河流開河方式起了很有趣的名字，對(duì)于慢慢的解凍的開河方式叫“文開”河，對(duì)于迅速解凍容易引起冰凌的開河方式叫“武開”河。

　　由南向北的河流特別容易發(fā)生武開河。當(dāng)上游已是春光明媚，下游還是冰封千里的時(shí)侯，融水帶著冰凌順流而下，時(shí)而阻塞，水位抬高，時(shí)而潰決，橫沖直撞，使下游冰層遽然脹破，于是形成巨大的冰排，向下猛沖，對(duì)橋梁堤壩危害嚴(yán)重。冰凌對(duì)橋墩威脅最大。春季淌凌時(shí)出現(xiàn)大冰排威脅橋墩時(shí)，需要用飛機(jī)或其它措施把冰排炸碎。

　　由冰凌壅塞引起的暫時(shí)漲水，叫做凌汛。黃河上游從寧夏到內(nèi)蒙的河套段和下游在山東入海的地方，由于河段北流，經(jīng)常出現(xiàn)凌汛。凌汛期間易出險(xiǎn)情，一是凌汛來勢(shì)猛烈，二是地凍未消，取土搶險(xiǎn)困難。據(jù)統(tǒng)計(jì)，解放前，黃河改道后的百余年間，僅山東境內(nèi)因凌汛決口就有35次之多，給沿岸人民造成很大的損失和痛苦。