黄河下游凌汛成因及防御措施

黄河下游凌汛成因及防御措施 黄河下游凌汛成因及防御措施 黄河下游凌汛成因及防御措施 关键词:黄河 凌汛 成因 防御 措施

1概况 2凌汛的成因 2.1气温

河道冰凌是低气温的产物,气温变化是造成凌汛的重要因素。黄河下游河道呈西南东北流向,上首位于北纬34度50分,黄河入海口位于北纬38度00分,上下相差3度10分。气温的变化使上段河道冷得晚,回暖早,负气温持续时间短;下段河道冷得早,回暖晚,负气温持续时间长。沿程纬度不断变化,造成气温“上暖下寒”,上游河段的气温明显高于下游河段气温,决定了黄河下游河段先封河后解冻的特性。当气温转暖升高时,上段河道先解冻,下段河道还处于固封状态,上段已解冻的冰水流至处于固封状态的下段,卡冰结坝造成凌汛。

2.2水温

气温对凌汛的影响是通过水温的变化体现出来的,冬季气温上暖下寒,温差较大,上段河道封冻晚、开河早、冰层薄、封冻时间短,下段河道封冻早、开河晚、冰层厚、封冻时间长,在上段冰层解冻开河、冰水齐下时,下段冰层仍较坚固,容易导致冰凌阻塞,严重时形成冰坝,致使河道水位迅速上涨,形成严重凌洪。

2.3流量

黄河下游封冻期流量较小,封冻冰盖较低,冰下过流能力小,封冻后,河槽内增加的槽蓄水量大部分积存在宽河道内,当上游河段因气温升高或流量增加时,冰下蓄水量自上而下沿程释放,流量逐渐增大,加上下游河道狭窄,因气温差异开河较晚,在上游来水的动力作用下,迫使冰盖上涨,容易形成水鼓冰开的“武开河”,致使水位陡涨,形成冰坝,壅高水位,漫滩偎堤造成严重的凌汛灾害,对黄河下游防凌十分不利。

2.4河道形态

黄河下游河道上游宽浅散乱,下游狭窄多弯,封河、开河期间极易出现冰凌卡塞,形成冰塞、冰坝,造成凌汛灾害。主要表现在:艾山窄河段,该河段有黄河下游河道最窄的艾山卡口,险工与山体对峙,河宽仅275m,河道窄,弯道多,排冰能力小,易卡冰阻水;河道急转弯或连续转弯处,如河段呈“L”形、“S”形,流冰经过这些河段时,主流顶冲凹岸后,急转90度,或连转数弯下泄,很容易在弯道处卡冰壅水,形成冰坝。

3凌汛的危害及影响因素

3.1凌汛的危害

凌汛成因的复杂性和表现的特殊性决定了黄河凌汛的危害性,河道封冻后,阻拦了部分上游来水,使河槽的蓄水量不断增加,水位上涨,解冻开河时,部分被拦蓄的水量急剧释放出来,向下游推移,沿途冰水增多,形成凌峰。凌峰自上而下传播时往往是一个递增的过程,凌汛期的水位由于冰凌施加水流的阻力作用,相同流量的水位比无冰期高。凌情严重年份,局部河段水位壅高,造成滩区漫滩,堤防出现坍塌、管涌、渗水等险情,甚至发生决口。凌汛洪水虽不如主汛期洪水量大,但在水流的动力作用下,对河道、堤防工程具有极大的破坏作用。

3.2凌汛的影响因素

3.2.1黄河下游从八十年代初至今已连续发生二十多年的暖冬天气,近几年异常天气、极端气候频繁出现,冬季气温可能由暖转冷。

3.2.2小浪底水库能有效控制下泄流量,但黄河下游冬季引水量明显增大,且受天气影响引黄流量变幅较大,易引起大河流量骤变。凌汛期既要确保防凌安全,又要保证引黄水量。如遇强冷空气侵袭,引黄渠道极易发生卡冰,甚至发生渠道决口,一旦停止引水,将导致黄河流量陡增,有可能引发“武开河”,甚至出现局部漫滩,发生凌灾。

3.2.3黄河下游河道狭窄弯曲,易卡冰壅水的边界条件并未改变,近年来黄河下游河道淤积严重,“二级悬河”的不利局面进一步加剧,排洪能力下降,漫滩几率增加,一旦凌水漫滩,不仅滩区群众损失巨大,也将危及堤防安全。

3.2.4黄河凌情复杂。黄河凌汛受气温、流量、引水、河道边界条件等多种因素影响,变化十分复杂。黄河冰凌运动规律尚未完全掌握,凌灾发生的时间、地点等还不能准确预测。防凌信息化建设仍不能满足黄河防凌的需要。

3.2.5防洪工程存在一些薄弱环节。临黄堤存在不少险点、险段,部分新修工程没有经过洪水考验,险工、控导工程易出现根石走失、坦石下蛰等险情。南、北展宽区,东平湖滞洪区分水分凌受各方面条件的限制,实施难度较大。

3.2.6防凌抢险难度大。凌汛期间,天寒地冻,取土困难,对防守和抢险十分不利,特别是冰水偎堤后,一旦出现险情,许多抢险方法、抢险措施难以实施,致使险情不能得到有效控制而造成较大灾害。

4防凌措施

凌汛的防治措施是在认识冰凌演变规律的基础上不断提高的,在实践的基础上,人们逐步认识到凌汛危害的主要原因是水不是冰。随着防凌工程的不断增加,防凌措施在理论和实践中逐步得到改进,对保证凌汛安全将起到很大的作用。

4.1明确防凌责任

坚强有力的领导是确保防凌胜利的首要条件,黄河防凌工作实行行政首长负责制,各级政府和有关部门要把防凌当作一项重要工作来抓,统一指挥,分级分部门负责,逐级签订责任书,及时抓好检查落实。当发生重大险情、分滞凌洪或实施冰凌爆破时,各级防指视情派工作组赴现场进行指导,按照各自的责任分工开展工作,从队伍建设、物料储备、工程防护、凌汛观测、迁安救护及凌汛抢险等方面采取措施,做好冰凌测报工作,准确、及时地提供观测数据,搞好防凌准备工作,对确保防凌安全将起到重要作用。

4.2加强防凌队伍建设

黄河防凌队伍由黄河防汛抢险专业队伍、群众队伍、人民解放军和武警支援黄河防凌部队三部分组成,实行专业队伍和群众队伍相结合,军民联防。黄河专业队伍由黄河职工组成,是防凌的技术骨干力量,担负着水情与工情测报、通信联络、冰凌观测、冰凌爆破、工程防守与抢险和群众队伍防凌抢险技术指导等任务。群众防凌队伍是黄河防凌的主力军,主要负责堤线防守、防洪工程查险、抢险、料物运输及滩区、蓄滞洪区群众迁移安置。人民解放军是黄河防凌的突击力量,主要承担重点河段、重大险情抢险,分凌闸闸前围堰、行洪障碍及冰凌爆破、滩区群众紧急迁安救护等任务。凌汛期间,积极组织防凌队伍,加强队伍建设,搞好防凌人员培训,提高防凌人员的业务素质和操作能力,进行必要的爆破演练,使防凌队伍真正担负起防凌责任,提高防凌抢险水平,一旦需要,即可投入防凌抢险。

4.3加强凌情观测和预报

凌情观测是防凌的依据,是防凌工作的耳目,其目的是了解和掌握全部冰凌、气象资料,研究冰凌的发展变化。冰情观测主要是观测结冰地点、面积、冰量、淌凌密度、速度,封冻地点、长度、宽度、封冻形式、冰厚以及冰色、冰质变化、冰堆形成的位置等。凌情严重时,适当增加观测点,增加观测次数,及时分析凌情,预测冰凌的发展趋势,及早采取防凌措施。凌情预报可增加防凌的预见性和主动性,是指挥防凌工作的重要依据,凌汛期间,密切注视天气变化,加强水文、气象观测,提高凌情预报的准确度,争取防守的主动性。加强水文站网建设,改善施测设备和技术,加大观测力度,提高预报水平和预报精度,为防凌决策提供可靠的依据。

4.4利用水库防凌

小浪底水库和三门峡水库联合运用,再辅以东平湖水库,能够有效控制黄河下游河道的流量,消减凌汛期河道的槽蓄水量,控制开河期凌汛流量,减轻对黄河下游的凌汛威胁。利用水库发电泄流水温,使水库下游一定距离的河段不封冻。

4.5分水分凌

把受冰凌阻水而壅蓄在河道中的部分水量,通过沿岸涵闸或分水工程,有计划地分泄出去,有效减少河道内的槽蓄水量,消减凌峰流量,避免冰水泛滥成灾。为此,凌汛期间,要搞好涵闸检修及渠道清淤,封冻前泄空渠道,避免渠道存水结冰后,在开河期分水时造成渠道卡凌。涵闸凌汛期引水要