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黄河凌汛

2020-04-09 21:01

黄河流域南北纬度相差10°。冬季受蒙古冷高压控制,偏北风较多,气候干燥寒冷,雨雪稀少。流域冬季气温分布,西低东高,北部低于南部,高山低于平原。黄河干支流在冬季都有不同程度的凌汛,比较严重的凌汛发生在上游的宁(宁夏)蒙(内蒙古)河段和下游河段。

宁蒙河段凌汛

宁蒙河段自宁夏中卫县南长滩到内蒙古伊克昭盟的准格尔旗的榆树湾河段。该河段地处黄河流域最北端,位居37°17′~40°51′N之间。河流由低纬度流向高纬度,河道流冰封冻常由下而上。解冻开河常自上而下。天然情况下,下游头道拐段的流冰、封冻日期比上游石嘴山段平均分别早15 d和25 d,而解冻却晚28 d。春季宁夏河段早解冻,河槽蓄水和消融冰水汇流,形成明显的凌峰。内蒙古河段气温低,冰层厚,上游凌峰到达时,水鼓冰裂,冰块集结易形成冰坝,使河道水位迅猛抬升,往往造成灾害。

黄河自中卫南长滩至石嘴山河道流向偏东转偏北,纬度差2°,河道进入宁夏平原后显著开阔,封冻期常发生冰塞。

内蒙古河段,是黄河河道纬度最高的一段。冷气团经常自西北侵入,冬季严寒漫长,气温在0°C以下可达4~5个月,最低气温-36.3°C,河道多弯曲,较大弯道有69处,水流散乱,河势不顺。解冻时,在河道弯曲段或由宽到窄的过渡段,易于卡冰结坝。本河段一般在11月中旬流冰,12月上、中旬封冻。由于寒潮入侵的早晚和强弱不同,历年流冰、封冻日期相差甚远。以头道拐站为例,封冻日期最早为11月14日,最晚为1月13日,相差58 d;冰厚差值也在1倍以上;解冻开河一般在3月中、下旬,少数年份在4月上旬,开河日期早晚差1个多月。封冰长度约700多km,总冰量约3亿m3。该河段凌汛的特点是:开河期冰坝多、槽蓄水量大,凌洪水位远高于伏汛洪水位。如1958年春解冻时,全河段结冰坝42处,开河水位普遍超过历史伏汛最高洪水位0.18~0.39m,决堤15处,淹没耕地1 130 hm2、草地175 hm2,有3个村庄被水包围,2个村庄被冰水淹没。

刘家峡水库运用后,调节了冬季河道的泄流过程,武开河年份减少。但由于冬季发电增大泄量,致使宁蒙河段封冻期水位较建库前水位明显抬高,虽冰盖下过流能力有所增大,可上游水库增加的泄水量大于冰盖下增大的泄水量,所以槽蓄水量仍明显增多。据统计,宁蒙河段凌汛期各月平均流量比刘家峡水库运用前增大150~200m3/s,水位抬高0.1~0.4m,其中巴彦高勒站水位平均抬高0.3~0.5m,冰盖下过流能力增大虽给文开河创造了有利条件,但也会形成较严重的冰塞洪水灾害。如1980年冬至1981年春,由于封河期流量大,槽蓄水量大、气温低,开河期出现7处冰坝,局部河段水位超过1964年伏汛5 400m3/s洪水位,致使贡格尔、李三壕堤防决口成灾。据统计,这次成灾共淹地3000 hm2,倒房914间,损失粮食15.5万kg,冲毁桥、闸、渠等工程11座,排水站1座,小学2所。

下游河段凌汛

黄河下游位居34°55′~38°00′N之间。河南省孟津至兰考河段,流向由西向东;兰考以下呈西南—东北流向,至山东垦利入海。878km的河段纬度相差3°左右,冬季河道内经常结冰封冻。

黄河下游属不稳定封冻河段,据50年的资料统计,封冻几率为86%。河道的平面形态是上段宽浅,下段窄而弯曲。由于上、下河段纬度、河道宽度、弯曲度等差异,构成了黄河下游复杂的冰情,极易产生凌灾。

冬季日平均气温在0°C以下的时间,河南省郑州市为30 d,山东省济南市为48 d,山东省滨州市长达74 d。滨州历年冬季平均气温比郑州低3.3°C。黄河下游河道凌汛情况主要取决于寒潮的强弱和次数。强寒潮侵袭,气温骤降,易促成河流封冻,冰量迅速增加,冰质坚硬。寒潮过后,气温回升,上段河道则会解冻,产生强烈的冰壅或严重凌汛。由于寒潮的频繁活动,气温大幅度升降使下游常常发生数次封河数次开河局面。历年强寒潮多出现在12月下旬和1月份,造成下游河段的封冻。由于冷空气来源和强弱不同,封冻长度、河道冰量、解冻日期和冰盖厚度都有较大差别。封冻长度最短仅几十公里,最长达700多km。河道冰量最多达1.42亿m3。解冻日期,天然情况下,河南河段一般在1月中旬,山东河段为2月中旬;三门峡水库运用后,河南河段在1月下旬,山东河段为2月下旬至3月上旬,最晚推迟到3月17日。冰盖厚度河南段一般为0.1m,山东滨海河段为0.3~0.4m。

黄河下游冬季水量主要来自三门峡以上,冰期(12~2月)来水量约50亿m3。因受内蒙古河段流凌封冻的影响,来水呈现两头大、中间小的“马鞍形”过程,小流量时期常遭遇冷空气而封河,造成冰盖低,冰下过流能力小,当后期来水增大时,常迫使冰盖随水位上涨而抬高,或造成水鼓冰开的武开河局面。下游河道花园口至高村,河床宽浅,冰流不畅,河道封冻,冰盖阻水,使河槽蓄水量不断增加。在河南河段气温回升解冻开河后,槽蓄水急剧释放,沿程集聚,形成凌峰。凌峰在传递过程中,节节增水,在弯道和尚不具备开河的河段堵塞成冰坝,壅高水位,威胁堤防安全。如1955年开河时,花园口站凌峰为1 040m3/s,至高村站增至2 180m3/s,泺口站增为2 900m3/s。当利津站凌峰涨至1 960m3/s时,水位达15.31m,此时的水位比历史最大洪水1958年10 400m3/s流量的水位还高1.55m。1951年和1955年凌汛,在利津、北镇河段形成冰坝,水位骤涨,个别堤段堤顶仅高出水面0.5m左右,冰积如山,难以疏通,造成利津王庄和五庄附近堤段决口,淹及利津、沾化、滨州土地8.7万hm2,受灾人口26万余。

黄河凌汛防治

1949年以前主要靠堤防工程和人工打冰,1949年以后采取爆破、飞机和大炮轰炸等措施来抗御凌洪,效果较小,危害仍难以避免。20世纪60年代以后,黄河上游刘家峡水库、中游三门峡水库建成并投入防凌运用,凌汛危害大为减轻。另外,由于水库发电下泄流量水温较高,其下游百余公里内已很少有冰凌出现。刘家峡水库是根据河段的冰情特点,在整个凌汛期采取控制下泄流量由大到小或基本维持较均匀下泄的运用方式。三门峡防凌库容较小,加之下游河段气温、流量变幅大,故采用泄、蓄兼施的运用方式。小浪底水库建成后,防凌库容增大,配合三门峡水库防凌运用,基本解除下游凌汛威胁。

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