基于冰压力对水库影响与具体应对措施概述

张晓鲁，郭友文，吴 頔

(1. 虎林市水利勘测设计队，黑龙江 虎林158400;2、黑龙江省水利工程建设局，哈尔滨150081)

众所周知，修筑水库，不但可以利用水能这种可持续能源发电蓄能，还可以蓄水供用城镇用水和农业灌溉，并可拦截洪水、调节下游水量。但是对于高纬度地区( 例如我国东北部) ，由于全年温差较大，冬季常为负温，库水体易结冰，而冰压力对水库有着很严重的影响。为了保持水库的稳定性，要尽量减小冰压力对水库的影响。

1 冰压力的产生

冰压力( ice pressure) ，顾名思义，是由于水凝固形成冰体，从而对水工建筑物表面产生的作用力。冰压力可分为静冰压力和动冰压力两种，其中静冰压力是指水库表面结冰后，因气温上升( 仍低于临界点) 冰层膨胀而对建筑物产生的作用力;动冰压力是指当冰块流动时，流冰撞击建筑物而产生的作用力。动冰压力具体计算公式如下

式中: Vb为冰块流速，m/s，按实测资料确定或采用历年冰块运动器内最大风速的3%，但不宜大于0.6 m/s; db为流冰厚度，m，可采用当地最大冰厚的0.7 ～0.8 倍; Ab为冰块面积，m2，由当地或邻近地点的实测或调查资料确定; fic为冰的抗压强度，MPa，对于水库可采用0.3MPa。

水凝固成冰时，其体积增加约9%，随着温度降低，冰体体积也随之变小，当外界温度回升( 未到0°) ，冰体则发生膨胀。冰压力的大小主要与温升速度有关，当温升速度较慢时，冰盖可产生塑性变形，冰压力较小; 另外冰压力还与冰盖周边支承有关，如岸坡较软，则冰盖膨胀会使土壤变形。……