河水結冰的原因

河水結冰的原因

　　在水結成冰時，水分子的運動不能破壞氫鍵，氫鍵起主要作用，它把水分子結起來形成有規(guī)則的空間結構結構，在一個晶格中，四個氫原子在正四面體的頂點上，一個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，因此水結成冰時體積變大.而在水中分子運動既能破壞水分子之間的氫鍵束縛而又不使分子作劇烈運動導致分子間頻繁碰撞，各分子間可發(fā)生相對滑動而相互交錯，這樣就會互相填補空隙~因而體積變大

河水結冰

　　河水結冰的原因

　　我們在課本上學到，當溫度降到0℃時水就會變成冰。但實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，水的凝固點降低，水需在0℃以下才能凍結;另一方面，當溫度剛好由零度以上降到0℃時，水是不會結凍的，因為結冰時放出的潛熱很大，如果正好是冰點，剛生成的冰晶又會很快融化掉。所以，一般溫度在零度以下河水才出現(xiàn)凍結現(xiàn)象。

　　靜水結冰需要較甚的過冷，實驗室里曾經記錄到蒸餾水過冷到-20℃還不見冰晶出現(xiàn)的數(shù)據。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，底層在較長時間里還是維持在4℃的溫度，所以靜水凍結是從水面開始的。

　　初冬時節(jié)河流淌凌是河流開始結冰的最初階段。河水是洶涌流動的，流水結冰過程與靜水很不相同。流水由于處在流動狀態(tài)，紊流擾動強，不僅表層冷卻迅速，就是底層也同時降溫，水面和水內幾乎可以同時結冰。大多數(shù)研究者認為，河流結冰是同時在水面和水中發(fā)生的。理由是河流混合作用強，在結冰前河水上下都能達到大體相同的溫度，只要有結晶核，就可以在任何地方開始結冰。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，先結成岸冰，向河心發(fā)展，逐漸匯合成冰橋，冰橋寬度擴展，使整個河面全被封凍。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起來，并逆流向上擴展，使整個河面封凍。

　　當大地回春，氣溫升高的時候，河流里的冰開始化解，分解的冰塊隨著河水向下流動，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?？茖W家們給這兩種河流開河方式起了很有趣的名字，對于慢慢的解凍的開河方式叫“文開”河，對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。當上游已是春光明媚，下游還是冰封千里的時侯，融水帶著冰凌順流而下，時而阻塞，水位抬高，時而潰決，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，對橋梁堤壩危害嚴重。冰凌對橋墩威脅最大。春季淌凌時出現(xiàn)大冰排威脅橋墩時，需要用飛機或其它措施把冰排炸碎。

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