黃河凌汛

黃河凌汛 - 防治:解放前,因凌汛決堤而泛濫成災(zāi)的事,幾乎年年發(fā)生,每次決口,都給沿河人民的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。如在1933年,內(nèi)蒙古蹬口縣凌汛決口,300余里一片汪洋,冰積如山,水勢(shì)洶涌,淹沒(méi)了很多村莊。新中國(guó)建立以來(lái),黃河兩岸人民對(duì)凌汛危害采取了多種有力措施,主要有防、蓄、分、排四種。防就是組織強(qiáng)大的防凌汛隊(duì)伍,防守大堤,抗御凌洪,一旦發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情,立即進(jìn)行搶護(hù),確保大堤安全。蓄就是把上游來(lái)水蓄起來(lái),使上游在解凍前來(lái)水小,河槽蓄水少,則不致于造成水位上升,鼓開(kāi)冰蓋,產(chǎn)生災(zāi)害。分就是利用沿黃河的分洪工程和洪閘,分泄凌水,減輕大堤的壓力。排就是在容易形成卡冰的狹窄河段,炸碎冰蓋,打通溜道,使上游來(lái)冰順利下排,在冰壩形成,且威脅堤防安全時(shí),就及時(shí)用飛機(jī)、大炮和炸藥等炸毀冰壩。
黃河流域東西跨越23個(gè)經(jīng)度,南北相隔10個(gè)緯

解放前,因凌汛決堤而泛濫成災(zāi)的事,幾乎年年發(fā)生,每次決口,都給沿河人民的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。如在1933年,內(nèi)蒙古蹬口縣凌汛決口,300余里一片汪洋,冰積如山,水勢(shì)洶涌,淹沒(méi)了很多村莊。新中國(guó)建立以來(lái),黃河兩岸人民對(duì)凌汛危害采取了多種有力措施,主要有防、蓄、分、排四種。防就是組織強(qiáng)大的防凌汛隊(duì)伍,防守大堤,抗御凌洪,一旦發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情,立即進(jìn)行搶護(hù),確保大堤安全。蓄就是把上游來(lái)水蓄起來(lái),使上游在解凍前來(lái)水小,河槽蓄水少,則不致于造成水位上升,鼓開(kāi)冰蓋,產(chǎn)生災(zāi)害。分就是利用沿黃河的分洪工程和洪閘,分泄凌水,減輕大堤的壓力。排就是在容易形成卡冰的狹窄河段,炸碎冰蓋,打通溜道,使上游來(lái)冰順利下排,在冰壩形成,且威脅堤防安全時(shí),就及時(shí)用飛機(jī)、大炮和炸藥等炸毀冰壩。
1 黃河沿至蘭州河段
該河段為黃河上游的首端,雖氣候嚴(yán)寒而漫長(zhǎng),但由于黃河穿行于青藏高原山脈之間,各河段河道比降相差懸殊,流速變化亦較大。因此,有的區(qū)間河段既有流凌又能封凍;有的區(qū)間河段僅能流凌不能封凍;還有的區(qū)間河段在自然條件經(jīng)常發(fā)生封凍,但水庫(kù)修建后改變了熱力、水力條件,使水庫(kù)上游發(fā)生過(guò)幾次冰塞,水庫(kù)下游變封凍為不封凍?,F(xiàn)分述如下:
(1)黃河沿至瑪曲河段 該河段911.6公里,河道比降0.72‰--1.12‰。初冰開(kāi)始門期,一般發(fā)生在10月中旬至11月下旬,最早在8月21日(1960年)。終冰日期一般在翌年4月上旬至5月下旬,最晚在6月29日(1956年)。是全河中封凍期最長(zhǎng)的河段。如黃河沿站歷年平均封凍歷時(shí)為160天,最長(zhǎng)達(dá)193天,最短也有 128天,最大河心冰厚為1.28m,平均冰厚為0.93m;瑪曲站歷年平均封凍歷時(shí)為105天,最長(zhǎng)為118天,最短為95天。
(2)瑪曲至循化河段 該河段長(zhǎng)726km,河道比降為1.42‰—3.22‰。,由于水流的動(dòng)力作用大,只能流凌而不能封凍。初冰日期一段發(fā)生在11月下旬,終冰日期發(fā)生在2月下旬至3月上旬。歷年最大岸冰的平均冰厚,唐乃亥為0.5m,貴德為0.35m,循化為 0.38m。
(3)循化至蘭州河段 該河段長(zhǎng)21lkm,比降較緩為1.06‰一1.9‰。初冰日期一般發(fā)生在11月下旬,終冰日期為2月下旬。冬季常因氣溫驟降使流凌密度迅速增加,在蘭州以上有局部的卡凌封凍,蘭州斷面附近經(jīng)常封凍。60年代初,鹽鍋峽水庫(kù)建成蓄水至劉家峽水庫(kù)建成前,劉鹽河段曾出現(xiàn)過(guò)幾個(gè)年度的巨大冰塞災(zāi)害。在鹽鍋峽水庫(kù)以下蘭州河段已開(kāi)始不封凍,但有稀疏流凌。 1968年劉家峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用后,由于它調(diào)節(jié)了熱量和水量,導(dǎo)致上游流入庫(kù)區(qū)的冰被融化,水庫(kù)冬季下泄的水溫高達(dá)3~5

2 寧夏河段
黃河自中衛(wèi)縣的南長(zhǎng)灘入境至石嘴山的麻黃溝出境,全長(zhǎng) 397km,流向自南向北,緯度增加2度。黑山峽至棗園135km為峽谷河段,河面寬200~300m,比降0.8‰~1.0‰。,因坡陡流急,只有冷冬年份才能封河;稱為不常封凍河段。棗園以下260多公里,河面寬500~1 000m,比降0.1‰~0.2‰,因坡緩、流速小、氣溫低,為常封凍河段。該河段封凍日期自下而上,解凍日期自上而下。冷冬年最上封至下河沿,暖冬年則封凍不超過(guò)棗園。青銅峽水庫(kù)、劉家峽水庫(kù)相繼運(yùn)用后,因冬季流量增大,水溫增高,不封河段由棗園下延20多公里到新田;青銅峽壩下有40~90km的不封凍河段,潘昶以下100多公里仍為封凍河段。根據(jù)石嘴山水文站的凌情觀測(cè)成果,該站水庫(kù)運(yùn)用前多年平均開(kāi)始流凌日期為11月24日,封河日期為12月27日,開(kāi)河日期為3月7日,其日期的多年變幅分別為38天、55天、38天。劉、青水庫(kù)運(yùn)用后與水庫(kù)運(yùn)用前相比,流凌日期推遲5天,封凍日期推遲 11天,解凍日期推遲8天,凌峰流量減小210m3/s。
寧夏河段凌洪災(zāi)害:
寧夏河段一般年份凌洪災(zāi)害不大,但劉家峽水庫(kù)1967年12月初曾因?qū)Я鞫撮l門失靈而使泄流突然增大,水鼓冰開(kāi),使局部河段產(chǎn)生冰塞壅水造成凌洪災(zāi)害。位于青銅峽水庫(kù)壩上45km處的中寧縣石空至棗園河段, 1967年冬至1968年春,發(fā)生連續(xù)3次冰塞壅水。冰塞體長(zhǎng)16km,冰蓋厚0.4m,冰蓋下冰花最厚達(dá)lm多。冰塞最高壅水位,比暢流期5240m3/s的相應(yīng)水位還高1.3m,造成康灘、城關(guān)、東華、長(zhǎng)灘、棗園64個(gè)生產(chǎn)隊(duì)、1 556戶、9 840人受災(zāi),淹沒(méi)耕地0.11萬(wàn)hm2,房屋364間(其中22間倒塌),部分林場(chǎng)、棗園、枸杞園被淹。
成災(zāi)原因有以下幾點(diǎn):
(1)上游來(lái)冰量多:從中寧站的氣溫觀測(cè)成果看出:1967~1968年的11~3月累積氣溫達(dá)-737.4℃,是40年來(lái)最冷的一年,封凍上首達(dá)石空附近,石空以上有400公里的未封河段,因此,有源源不斷的流冰自上而下在石空河段形成冰塞。
(2)封河后,上游來(lái)水猛漲:1967年12月6日,黃河上游劉家峽水庫(kù)導(dǎo)流洞閘門失靈,下泄流量比封河時(shí)流量增大300~750m3/s,致使石空以上水鼓冰開(kāi),大量冰花冰塊下潛在棗園上下,形成嚴(yán)重的冰塞。
(3)青銅峽水庫(kù)蓄水位較高,阻礙流冰下泄:該庫(kù)1967年12 月下旬至1968年1月中旬,蓄水位達(dá)1 151m,比天然情況下水位抬高13m。因此,冰塞體不能下移,故在石空至棗園河段造成冰塞雍水災(zāi)害。
1.3 內(nèi)蒙古河段
(1)凌情特征:
黃河內(nèi)蒙古河段,地處黃河最北端,從寧夏的石嘴山市和內(nèi)蒙古伊克昭盟的拉僧廟入境,至伊克昭盟準(zhǔn)格爾旗馬柵的榆樹(shù)灣出境,干流全長(zhǎng)840km,總落差僅162.5m。泫河段河寬坡緩,逶迤曲折,雖地處上游,但在昭君墳至頭道拐的河道比降僅為0.09‰~0.11%。。已接近黃河河口的比降。河道流向從石嘴山至巴彥高勒為由西南流向東北,巴彥高勒至包頭市為自西向東,包頭市至清水河縣的喇嘛灣為由西北流向東南,喇嘛灣至出境為由北向南。黃河在內(nèi)蒙古河段,區(qū)間的支流較少而且均為雨洪產(chǎn)流的時(shí)令河,冰期幾乎無(wú)水補(bǔ)給,故內(nèi)蒙古河段冰期來(lái)水絕大部分來(lái)自蘭州以上。黃河內(nèi)蒙古河段,冬季嚴(yán)寒而漫長(zhǎng),元月月平均氣溫-10~-12℃,極端最低氣溫達(dá)-34℃,自上游蘭州至包頭緯度差 4°37?,致使上下河段溫差也較大。由河道特性和水文氣象條件決定了流凌、封凍日期溯源而上,開(kāi)河日期自上而下。三湖河口河段的流凌、封凍日期比蘭州早1個(gè)多月,開(kāi)河日期晚1個(gè)月左右。在流凌封凍期,因濕周明顯增加,阻力增大及部分過(guò)水?dāng)嗝姹槐瓒氯?,因而水位上漲,部分水量轉(zhuǎn)化為槽蓄水量?jī)?chǔ)存在河道內(nèi)。當(dāng)翌年春季開(kāi)河時(shí),上游來(lái)水、融冰水加槽蓄水挾帶著大量破裂后的冰塊向下游流動(dòng),沿途水鼓冰,冰阻水,節(jié)節(jié)卡冰結(jié)壩,形成越來(lái)越大的凌洪向下游推進(jìn),雖然凌峰流量和歷時(shí)都較伏汛洪水小而短,但因過(guò)水?dāng)嗝娲蟛糠直槐瓒氯?,所以凌峰水位卻比伏汛同流量的相應(yīng)水位高得多。如1958年三湖河口斷面開(kāi)河時(shí)凌峰流量?jī)H1 020m3/s,水位卻達(dá)1 020.68m,相當(dāng)于伏汛通過(guò)5 000m3/s的相應(yīng)水位。冰壩阻冰雍水,有些年份1~2天內(nèi)可堆積起長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里長(zhǎng)的冰壩,導(dǎo)致下游河段水位猛漲,冬季天寒地凍,防守困難,極易造成大堤決門。

(2)劉家峽水庫(kù)運(yùn)用后對(duì)冰情的影響:
劉家峽水庫(kù)距內(nèi)蒙占三湖河口1140多公里,1968年冬水庫(kù)開(kāi)始凋節(jié)運(yùn)用,由于水庫(kù)冬季泄水發(fā)電,增大了下泄流量,水溫也顯著增高。因此,對(duì)下游的水情、冰情都有不同程度的影響,主要有以下四個(gè)方面:
①水庫(kù)下游水溫增高。
蘭州河段在天然條件下封河機(jī)率為 70%,但劉家峽水庫(kù)運(yùn)用后,由于冬季下泄流量增大,水溫增高,該河段1、2月的水溫達(dá)2℃左右,因此,再?zèng)]有封凍過(guò),有些暖冬年份不封凍河段可達(dá)青銅峽水庫(kù)末端。
②封河期流量不穩(wěn)定。
石嘴山至巴彥高勒河段,河道大致是由西南流向東北,其下游三湖河口為每年的首封河段,封河日期由下而上,封河初期由于冰蓋尚未凍實(shí),如遇封河時(shí)小流量,封河后上游來(lái)水增大易形成水鼓冰開(kāi),產(chǎn)生冰塞造成危害。如1988年12月 9~11日,三湖河口以下河段先后封河,流量515m3/s,28日封至巴彥高勒河段。從12月11日以后上游來(lái)水不斷增大,流量達(dá)800~900m3/s,26 日石嘴山最大流量達(dá)1 080m3/s,形成水鼓冰開(kāi),凌峰向焉游傳播,在三盛公閘下形成嚴(yán)重冰塞,致使巴彥高勒壅高水位達(dá)1054.33m,比千年一遇洪水位還高0.13m,水面距左岸大堤頂僅0.17m,巴彥高勒水文站右岸鋼架傾倒,過(guò)河索拉斷,測(cè)船被沖跑,觀測(cè)房進(jìn)水墻壁裂縫,巴彥高勒至五原段淹沒(méi)耕地0.21萬(wàn)hm2、林地0.15萬(wàn)hm2,39個(gè)村莊被水圍困。
③封凍期流量大、槽蓄水量增多。
劉家峽水庫(kù)汛期蓄水,冬季發(fā)電增大泄量,致使寧蒙河段封凍期水位較建庫(kù)前水位明顯抬高,雖然冰蓋下過(guò)流能力增大,但由于上游水庫(kù)增加的泄水量大于冰蓋下增大的泄水量,所以槽蓄水量仍明顯增多。據(jù)統(tǒng)計(jì)寧蒙河段流量比劉庫(kù)運(yùn)用前增多150~200m3/s,水位抬高0.1~0.4m,其中巴彥高勒水位平均抬高0.3~0.5m。
④文開(kāi)河年份增多,武開(kāi)河年份減少。
劉家峽水庫(kù)運(yùn)用以前,寧蒙河段開(kāi)河前水位常呈上升趨勢(shì),形成水鼓冰開(kāi)的武開(kāi)河年份較多。據(jù)統(tǒng)計(jì)從1950~1968年的18年中,文開(kāi)、武開(kāi)、半文半武開(kāi)河年份各占三分之一,開(kāi)河過(guò)程中卡冰結(jié)壩數(shù)達(dá)236個(gè),平均每年13個(gè),最多一年達(dá)42個(gè)。1968年水庫(kù)運(yùn)用以后,由于在開(kāi)河前控制蘭州流量不超過(guò)500m3/s,寧蒙河段開(kāi)河時(shí)水位流量大都呈下降趨勢(shì),文開(kāi)河年份顯著增多,據(jù)統(tǒng)計(jì)在水庫(kù)運(yùn)用后的22年中,文開(kāi)河15年,半文半武開(kāi)河7年,在開(kāi)河過(guò)程中共卡冰結(jié)壩84個(gè),平均每年4個(gè),最多一年為13個(gè),其中8年每年只有1個(gè)??偟膩?lái)看,凌洪災(zāi)害有所減輕。
內(nèi)蒙古河段凌洪成災(zāi)情況:
1966年冬至1967年春,當(dāng)時(shí)劉家峽水庫(kù)尚未建成運(yùn)用,青銅峽水庫(kù)在開(kāi)河前減少?gòu)S下泄流量,推遲了石嘴山的開(kāi)河日期,但由于3月15日以后氣溫回升快、幅度大,導(dǎo)致開(kāi)河期節(jié)節(jié)卡冰結(jié)壩,凌峰流量沿程增加,水位猛漲,致使大部分堤段上水,局部堤段水面與堤頂平,在伊克昭盟達(dá)拉特旗的柳林圪梁大隊(duì)民堤、杭錦旗的史三河頭牧業(yè)壩決口成災(zāi);準(zhǔn)格爾旗的榆樹(shù)灣,也因卡冰結(jié)壩,河水上漲淹沒(méi)村莊。該年度共計(jì)淹沒(méi)麥地110hm2,損失籽種1.6萬(wàn)kg。
成災(zāi)原因:
一是降溫強(qiáng)度大,流凌封凍早。1966年11月中旬寒潮入侵,降溫強(qiáng)度大,包頭日平均氣溫達(dá)-8℃,月末再次降溫,氣溫達(dá)-18℃,致使內(nèi)蒙古各河段流凌、封凍日期均早于常年。
二是封凍期流量大,槽蓄水量多。流凌期流量比較大,尤其三湖河口以上都在850m3/s以上,因而封河水位也較常年偏高,封河流量、河槽蓄水量都較常年偏多。封凍

三是解凍期氣溫回升晚,但上升幅度大。3月上旬旬平均氣溫仍較常年偏低3~7℃,青銅峽水庫(kù)在開(kāi)河期減少了下泄流量,使水流動(dòng)力作用減弱,開(kāi)河日期普遍推遲。但3月15日以后,氣溫回升幅度大,融冰加速,石嘴山斷面于3月17日開(kāi)河,這是解放后開(kāi)河較晚的一年,此時(shí)融冰水、槽蓄水向下匯流,使石嘴山凌峰流量高達(dá)1700m3/s,致使沿河水鼓冰開(kāi),造成節(jié)節(jié)卡冰結(jié)壩,沿河兩岸大堤普遍上水,三盛公水利樞紐處,因卡冰壅水使水位高達(dá)1053.28m,比歷年開(kāi)河最高水位高出0.3lm,該河段水面與大堤頂平,導(dǎo)致該河段以下為武開(kāi)河,卡冰結(jié)壩20余處,大堤3處決口成災(zāi)。再如1980年冬至1981年春,劉家峽水庫(kù)在解凍期運(yùn)用較好,但內(nèi)蒙古部分河段仍為武開(kāi)河形勢(shì),不僅彎道河段卡冰結(jié)壩,而且在順直河段也發(fā)生卡冰結(jié)壩,為歷年罕見(jiàn)??ūY(jié)壩大的有七處,以貢格爾、大樹(shù)灣、九股地、李三壕的冰壩壅水最為嚴(yán)重,河水偎堤水深1. 5~2.0m,局部堤段水面距堤頂0.3m左右,其水位超過(guò) 1964年伏汛5 400m3/s洪峰的水位,大樹(shù)灣高出歷史最高洪水位半米多,致使貢格爾、李三壕防洪大堤串漏決口成災(zāi)。據(jù)統(tǒng)計(jì),這次成災(zāi)共淹地0.3萬(wàn)hm2(其中耕地0.16萬(wàn)hm2),倒房914間,受損房屋400余間,損失糧食15.5萬(wàn)kg,化肥7.5萬(wàn)kg,并沖毀渠道、橋、涵、閘交叉工程11座,排水站1座,小學(xué)2所等。
成災(zāi)原因:
一是槽蓄水量多且分布不均勻。11月末,較強(qiáng)寒流入侵,三湖河口以下封河流量小、冰蓋低、槽蓄水量少于常年,三湖河口以上封河流量大、冰蓋高、槽蓄水量較常年偏多1.5億m3,冰面寬3km,由于河道流量迅猛增大,在磴口縣東地林業(yè)隊(duì)附近,原有兩岔河道,流凌時(shí)主流被凌塊全部堵死,堆冰厚3m以上,長(zhǎng) 600m、寬200m,迫使主流改走岔河。河槽蓄水量有78%集中在三湖河口以上,河道水位形成上高下低的臺(tái)階。封河以后上游來(lái)水變幅較大,使水位漲落差也大,昭君墳站封凍后,水位升降變幅達(dá)2.5m,為歷年的最大值,使冰面抬升,河槽蓄水量相應(yīng)增多。河段封凍后,氣溫低于常年,冰蓋厚0.7--0.9m。二是解凍期氣溫回升迅猛,局部武開(kāi)河。1981年2月以后氣溫較常年偏高,進(jìn)入3月份氣溫回升迅猛,上旬高于均值1.3~1.5℃,中旬高于均值4~4.6℃,為歷年同期最高值。逐日氣溫升降變幅達(dá)12℃以上,21日包頭最高氣溫達(dá)21℃,為歷年同期的最高值。開(kāi)河期上游劉家峽、青銅峽水庫(kù)泄流量不大,自2月20日至3月4日子均流量多在500 m3/s左右,最大740 m3/s,3月5日石嘴山開(kāi)河時(shí)最大流量為930 m3/s,16日開(kāi)河到巴彥高勒時(shí),流量為650 m3/s,開(kāi)河水位基本不漲,流量逐減。由于中旬的高溫天氣及上游開(kāi)河后水溫升高3~5℃,封凍冰蓋上融下化,加速冰蓋融消破裂,熱力因素轉(zhuǎn)為動(dòng)力因素,河冰破裂,槽蓄水一涌而下,巴彥高勒以下河段17~21日逐段開(kāi)河,流量遞增很快,三湖河口凌峰流量為1 000m3/s,昭君墳為2 200 m3/s,流量大,水位高,節(jié)節(jié)忙冰,流冰塊大質(zhì)堅(jiān),一般冰塊面積為100mX 200m,最大的冰塊面積達(dá)300mX 600m,除彎道阻冰外,在順直河段也發(fā)生卡冰結(jié)壩,這是歷年少見(jiàn)的。通過(guò)上述分析可以看出,因?yàn)樯嫌嗡畮?kù)離下游凌洪嚴(yán)重河段距離過(guò)遠(yuǎn),上游水庫(kù)的調(diào)節(jié)運(yùn)用,并不能從根本上解除內(nèi)蒙占河段的凌洪威脅,根據(jù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需水要求,不可能在解凍期完全斷流;而且水庫(kù)防凌庫(kù)容有限,也不可能較長(zhǎng)時(shí)間蓄水。因此,在現(xiàn)階段,多種防凌措施還需綜合運(yùn)用,才能減輕或免除凌洪災(zāi)害的發(fā)生。
4 下游河段
河段全長(zhǎng)786km,兩岸筑有大堤,是中外馳名的“地上懸河”。黃河下游是一個(gè)不穩(wěn)定的封凍河段,凌情變化復(fù)雜,在歷史上曾以決口頻繁難以防治而著稱。該河段兩側(cè)是黃淮海大平原,是中國(guó)重要的工業(yè)、農(nóng)業(yè)基地,城鎮(zhèn)密集,人口眾多,公路鐵路交通發(fā)達(dá),是溝通全國(guó)連接內(nèi)陸與海洋的經(jīng)濟(jì)大功脈。因此,凌汛決口必將給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。 黃河下游自1951~1990年的40個(gè)冰情年度中,有小4年未封,其余36年均有程度不同的封凍,在36個(gè)封凍年度中,一次封河一次開(kāi)河的有24年,二封二開(kāi)的有11年,三封三開(kāi)的有l(wèi)午。河段的首封日期,最早12月12 日,最晚2月16口,變幅67天;封河歷時(shí),最長(zhǎng)86天,最短6天,變幅80天;河道封凍長(zhǎng)度,最長(zhǎng)703km,最短25km,最長(zhǎng)是最短的27倍;全河段冰量最多1.42億m3,最少僅0.011億m3,最多是最少的128倍;河槽蓄水增量最多8.85億m3,最少為零。在40年中,封凍期因冰塞壅水而漫灘成災(zāi)的有16年,占總年數(shù)的40%;解凍期因冰壩雍水形成大堤決門的有2年,漫灘成災(zāi)的有9年,占總年數(shù)的28%。
(1)凌情特征:
1951~1960年是干流上未建水庫(kù)的階段,黃河下游冬季的來(lái)水,主要受內(nèi)蒙古河段流凌封凍的影響。內(nèi)蒙古河段一般于12月初先后開(kāi)始封河,這時(shí)部分水量轉(zhuǎn)化為冰,部分水量因過(guò)水?dāng)嗝娴目s小而轉(zhuǎn)化為槽蓄水量,因而,封凍河段的下游使出現(xiàn)流量為100~200 m3/s的小流量過(guò)程,此過(guò)程約15天左右,爾后隨著過(guò)水?dāng)嗝娴脑龃罅髁恐饾u增加。當(dāng)此小流量過(guò)程傳播到黃河下游河段時(shí),往往遇到降溫而形成封河,小流量封河后,冰蓋低,冰下過(guò)流能力小,當(dāng)大流量到來(lái)時(shí),易形成水鼓冰開(kāi)的武開(kāi)河,此時(shí),上游來(lái)水、槽蓄水、融冰水便帶著大量冰塊向下游推進(jìn),而下游河段還往往處于天寒地凍的固封狀態(tài),冰蓋厚,冰質(zhì)堅(jiān),易形成冰壩壅水造成凌洪災(zāi)害。三門峽水庫(kù)于1960年建成后,就開(kāi)始為下游防凌運(yùn)用,對(duì)緩解下游凌情起了重要作用。為不增加庫(kù)區(qū)淤積,不影響潼關(guān)高程,防凌蓄水一般情況水位不超過(guò)326m,相應(yīng)庫(kù)容18億m3,特殊情況經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn),水位不超過(guò)328m,相應(yīng)庫(kù)容20億m3。1973年開(kāi)始水庫(kù)防凌全面調(diào)節(jié)運(yùn)用后其下游的水情、冰情主要有下列變化:
一是封河流量增大,首封日期推遲。由于水庫(kù)在下游封凍前進(jìn)行補(bǔ)水,使封河流量由414 m3/s s增加到514 m3/s,封河水位升高 0.4m,平均首封日期由12月29日推遲至1月10日。流量增大,水位抬高,冰蓋下過(guò)流能力增加,河槽蓄水增量平均減少2.4億 m 3。
二是封河長(zhǎng)度縮短、冰量減少。黃河下游是不穩(wěn)定的封凍河段,氣溫不像內(nèi)蒙古那樣嚴(yán)寒而漫長(zhǎng),當(dāng)封河日期推遲后,一般封河長(zhǎng)度相應(yīng)縮短,冰量相應(yīng)減少,據(jù)

三是文開(kāi)河年份增加,武開(kāi)河年份基本消失。如前所述,由于封河日期推遲,冰下過(guò)流能力增加,槽蓄水量減少,封凍長(zhǎng)度縮短,冰量減少,加之開(kāi)河前三門峽水庫(kù)控制下泄流量,使水位呈下降趨勢(shì)。因此,三門峽水庫(kù)凌期全面調(diào)節(jié)后的17年中,文開(kāi)河有13年,比全面運(yùn)用前增加了50%,半文半武開(kāi)河有3年,比全面運(yùn)用前減少了2l%,還有1年未封河,沒(méi)有再發(fā)生全河段的武開(kāi)河情況。
四是封凍期冰塞年份增多。三門峽水庫(kù)進(jìn)行全面調(diào)節(jié)后,由于封河流量增大,流速增快及與氣溫的不利組合,發(fā)生冰塞的年份增多,壅水漫灘的機(jī)率大大增加。據(jù)統(tǒng)計(jì),在水庫(kù)全面調(diào)節(jié)后的17年中,封凍期發(fā)生冰塞的有8年,出現(xiàn)機(jī)率為47%,在水庫(kù)全面調(diào)節(jié)前的23年中封凍期僅發(fā)生5年冰塞,出現(xiàn)機(jī)率22%。所以,水庫(kù)全面調(diào)節(jié)后封凍期出現(xiàn)冰塞的機(jī)率增加了25%。這說(shuō)明封凍期進(jìn)行補(bǔ)水既有有利的一面也有不利的一面。上述僅是三門峽水庫(kù)全面調(diào)節(jié)后與凋節(jié)前的冰情平均情況的比較。事實(shí)上,冰情的減輕與氣溫也密切相關(guān),七八十年代的氣溫顯然比五六十年代要高這也是水庫(kù)全面調(diào)節(jié)后,凌情減輕的重要原因之一。
(2)凌洪災(zāi)情:如利津河段1955年1月五莊決口:
①凌情、災(zāi)情概況:
該年度河口河段12月15日首先封凍,封凍日期較常年偏早20天,封河流量610 m3/s,封凍上首達(dá)鄭州以上的汜水的河口,封凍全長(zhǎng)623km,總冰量1億m3。艾山以上冰厚0.2m,艾山至利津冰厚0.3~0.4m,河口附近局部冰厚達(dá)lm左右,河槽蓄水增量8.85億m3。1月15日氣溫回升,1月22日花園口開(kāi)河凌峰流量l040m3/s,沿河水鼓冰開(kāi),凌峰流量沿程增加,高村2 180 m3/s、孫口2 320 m3/s、艾山3 000 m3/s、楊房2 830 m3/s。當(dāng)1月29日凌晨,凌頭到達(dá)利津王莊險(xiǎn)工下首時(shí),由于該河段最低氣溫尚在-10℃以下,冰厚質(zhì)堅(jiān),水力鼓不開(kāi)冰蓋,在該處卡塞,該段河道狹窄,上游來(lái)冰越堵塞越密實(shí),形成冰壩,冰凌向上游叉塞延伸至博興麻灣,全長(zhǎng)24km,冰量約1 200萬(wàn)m3。利津水位陡漲,29日18時(shí)30分水位達(dá)15.3公里,較29日1時(shí)起漲水位11.02m上漲4.29m,超過(guò)保證水位1.5m,上漲最快時(shí)每小時(shí)達(dá)0.9m。此時(shí)上游來(lái)流量2 800~3000 m3/s,冰壩下斷面過(guò)水僅100一500 m3/s,利津以上河段水面離堤頂0.5~1.0m,29日夜驟起7級(jí)大風(fēng),大堤出現(xiàn)漏洞10多處,雖組織人力進(jìn)行爆破冰凌,加修子埝,奮力搶堵漏洞,但終因天寒地凍,取土艱難,物料用盡已無(wú)力挽救,29日23時(shí)30分在五莊堤身潰決。致使利津、濱縣、沾化三縣360個(gè)村莊,17.7萬(wàn)人受災(zāi),淹沒(méi)耕地5.87萬(wàn)hm2,倒房5 355間,死亡80人。
②成災(zāi)原因:
一是氣溫的作用。黃河下游由于緯度的差異,上段氣溫高,回升早而且回升快,下段氣溫低,回升遲而且慢。如秦廠 (花園口)日平均氣溫1月15日為-4.6℃,22日即上升到2℃,上升幅度達(dá)6.6℃,而河口前左站1月15日為-9.2℃,到22日上升到-4.2℃,上升幅度為5℃,直到2月6日平均氣溫才上升到 0℃以上。據(jù)此可以看出,當(dāng)河南段開(kāi)河時(shí),河口一帶仍為負(fù)氣溫,日平均氣溫保持在-5℃左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到自然開(kāi)河條件。二是水力的作用。該年河口河段封河時(shí)流量較大,水流動(dòng)力作用強(qiáng),在王莊產(chǎn)生了嚴(yán)重叉塞,孫口以上封河地段

2 影響冰情變化的主要因素
影響冰情變化的因素很多,可歸納為自然因素和人為因素兩類?,F(xiàn)以黃河下游和內(nèi)蒙河段為例,具體分析其主要影響因素。
2.1 自然因素
(1)河流走向與河道形態(tài):
首先,從大的平面形態(tài)看,黃河下游蘭考東壩頭折向東北,緯度增加3度,因此,氣溫上暖下寒;其次,河道形態(tài)的上寬下窄,引起槽蓄水量的上多下少和排洪能力的上大下小;其三,就局部河段而言,河道的寬窄,雞心灘的多少大小,河床縱比降的陡緩,彎曲半徑的大小等對(duì)卡冰阻水都有影響。例如:濟(jì)南的老徐莊、利津的王莊、墾利的張家圈等河段之所以能成為歷史上卡冰結(jié)壩的重點(diǎn)河段,就是因?yàn)殚_(kāi)河期塊大質(zhì)堅(jiān)的密集流冰,在通過(guò)“L”、“v”、“s”型彎道時(shí)要拐90度甚至連拐數(shù)彎而極易卡冰的緣故。
(2)熱力因素:
氣溫是導(dǎo)致冰情演變的主要熱力因素,是影響冰量和冰質(zhì)(冰的機(jī)械強(qiáng)度)變化的決定因素,由于黃河下游河道是由西南流向東北,緯度逐漸增高,所以上段河道降溫遲、回暖早、負(fù)氣溫持續(xù)時(shí)間短;而下段河道降溫早、回暖晚、負(fù)氣溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。與氣溫變化相對(duì)應(yīng)的凌情變化規(guī)律是,上段河道封凍晚、解凍早、封河歷時(shí)短、冰蓋?。欢露魏拥婪鈨鲈?、解凍晚、封凍歷時(shí)長(zhǎng)、冰蓋厚。以鄭州、北鎮(zhèn)二站的氣溫分別代表上下兩個(gè)河段的熱力因素。 可以看出,北鎮(zhèn)與鄭州的同期氣溫相比,12月、1月、2月依次

(3)動(dòng)力因素:
流量對(duì)冰情的影響具有熱力作用和水力作用兩個(gè)方面,同溫度的水體其蘊(yùn)藏的總熱量與它的數(shù)量成正比,另外水流在運(yùn)動(dòng)中通過(guò)質(zhì)點(diǎn)的摩擦亦產(chǎn)生熱量,叫做水流的動(dòng)力加熱。花園口是黃河下游干流上第一個(gè)控制站,根據(jù)歷年水文資料統(tǒng)計(jì),冬季三門峽以上來(lái)水量占花園口站水量的88.4%,伊河、洛河、沁河來(lái)水量?jī)H占花園口站水量的11.6%。所以黃河下游冬季的來(lái)水,主要受三門峽以上來(lái)水量的控制。一般河流冬季流量逐漸減少,呈退水趨勢(shì),但黃河下游卻不是這樣,它因受黃河上游內(nèi)蒙古河段流凌封凍的影響,流量是一個(gè)由大到小再由小到大的馬鞍型變化過(guò)程。內(nèi)蒙古河段常年于11月中旬流凌,12月上旬前后封凍,這一階段有一部分水量轉(zhuǎn)化為冰,還有一部分水量受河段封凍阻水的影響,轉(zhuǎn)化為槽蓄水量,一般有 15天左右的小流量階段,以后隨著冰蓋下冰花阻水作用的減小,流量逐漸增大。因此,黃河下游在無(wú)三門峽水庫(kù)調(diào)節(jié)的情況下,流量也呈馬鞍形變化過(guò)程,而且小流量過(guò)程往往與低氣溫相遇,形成小流量封河。在同樣河道條件下,小流量封河早、冰蓋低、冰蓋下過(guò)流能力小,因此,在后期來(lái)流量增大時(shí),常迫使封凍河段水鼓冰開(kāi)的“武開(kāi)河”發(fā)生。再者,黃河中游的龍門至潼關(guān)河段也常有卡冰阻水的情況發(fā)生,從而使黃河下游流量在由大到小又由小到大的總趨勢(shì)下,常有流量忽大忽小的情況發(fā)生,易導(dǎo)致封凍河段的“武開(kāi)河”。綜上所述,黃河下游河道由西南流向東北,從而使封凍由下而上,解凍由上而下,及河槽蓄水量的上大下小和排洪能力的下小上大,是形成冰塞、冰壩洪水的主要原因;上游來(lái)流量的忽大忽小和氣溫在0℃上下的大幅度升降,增加了“凌洪”變化的復(fù)雜性,黃河下游的“懸河”則增加了凌洪的威脅性。
2.2 人為因素

(1)水庫(kù)控制泄流量不當(dāng)而成災(zāi):
如1980~1981年度,三門峽水庫(kù)封凍期下泄流量忽大忽小造成冰塞洪水災(zāi)害。黃河下游12月29日封河,封河后到1月10日三門峽水庫(kù)控泄流量300 m3/s左右,但1月11~22日期間,三門峽水庫(kù)下泄流量忽大忽小,日平均流量最大達(dá)570 m3/s,最小300 m3/s,當(dāng)大流量傳播到孫口河段恰遇1月下旬出現(xiàn)的一次較強(qiáng)寒潮過(guò)程,這時(shí)下游封河正由東阿陶城鋪向上游發(fā)展,從而發(fā)生卡冰形成冰塞,阻水阻冰嚴(yán)重,國(guó)那里水位壅高2.2m,造成河南省的范縣、臺(tái)前及山東省梁山縣灘區(qū)有0.4萬(wàn)多公頃土地被淹。
(2)浮橋未及時(shí)拆除引起卡冰壅水:
1989年3月25 日,內(nèi)蒙鐙口揚(yáng)水站處發(fā)生嚴(yán)重卡冰,站前水位達(dá)1 000.76m,這是多年來(lái)少有的現(xiàn)象。據(jù)凋查,這是因?yàn)樵趽P(yáng)水站上游1 000m處,架設(shè)的浮橋在流凌封凍期間一直未拆除,橋上凌塊受阻停滯,因此,它不僅使封河提前,且形成立封,冰厚增大,冰質(zhì)堅(jiān)硬,浮橋以上水位雍高,浮橋以下流速增大,數(shù)公里范圍內(nèi)未封。當(dāng)開(kāi)河前浮橋拆除后,橋上巨大的冰蓋整體滑動(dòng),在揚(yáng)水站下的彎道處,發(fā)生了卡冰結(jié)壩,水位猛漲,出現(xiàn)險(xiǎn)情。
(3)冬季涵閘的引水、停水不當(dāng)也會(huì)成災(zāi):
1982年1月中旬,濟(jì)南、北鎮(zhèn)平均氣溫較常年偏低1℃左右,由于前期黃河下游通過(guò)河南省人民勝利渠和山東省位山潘莊的引黃閘向北京、天津地區(qū)送水,日平均引水流量200m3/s左右,致使濼口以下河道流量減小到 350m3/s左右。1月18日宮家至麻灣叉凌封河,21月封河上延到惠民的清河鎮(zhèn)。此時(shí)向河北省送水停止,濼口流量回升至700m3/s,清河鎮(zhèn)叉凌阻水造成惠民歸仁至五甲揚(yáng)、高青孟門至張王莊灘區(qū)進(jìn)水,淹地面積0.08萬(wàn)hm2,兩岸42km臨黃大堤偎水,堤根水深 1.0m左右,歸仁、王集、茶棚張堤段發(fā)生滲水。因此,冬季引水、停水時(shí)要預(yù)先考慮對(duì)凌情的影響,以防患于未然。
序號(hào) 年份 決溢地點(diǎn) 決口形式 災(zāi)情
1
1883年(清光緒九年)2月 南岸歷城?泄 漫溢 決口三處,長(zhǎng)330多米
2 1883年(清光緒九年)2月 南岸齊東趙奉站 漫溢 決口長(zhǎng)120多米
3 1883年(清光緒九年)2月 南岸章丘九龍口 漫溢 決口長(zhǎng)100米左右
4 1883年(清光緒九年)2月 北岸惠民清河鎮(zhèn) 決口 決口長(zhǎng)330多米
5 1883年(清光緒九年)2月
北岸利津南北嶺子村 漫溢 決口長(zhǎng)330多米
6 1883年(清光緒九年)2月
北岸利津左家莊 漫溢
7 1883年(清光緒九年)2月
北岸利津韓家垣 漫溢
8 1883年(清光緒九年)2月 北岸利津辛莊 漫溢
9 1885年(清光緒十一年)2月
北岸齊河陳家林 決口
10 1885年(清光緒十一年)3月 南岸齊東肖家莊 決口
11 1885年(清光緒十一年) 南岸歷城鄭家店 決口
12 1886年(清光緒十二年) 南岸章丘氽心莊 決口
13 1887年(清光緒十三五年)2月 南岸歷城王家樓 決口
14 1889年(清光緒十五年)3月 北岸利津韓家垣 決口
15 1890年(清光緒十六年)3月 北岸齊河高家套 決口
16 1893年(清光緒十九年) 北岸濟(jì)陽(yáng)桑家渡 漫決
17 1893年(清光緒十九年) 北岸惠民小崔家 漫決 張肖堂卡冰、此處出漏洞
18 1895年(清光緒二十一年)1月 北岸濟(jì)陽(yáng)高家紙坊 漫溢 口門寬250米
19 1896年(清光緒二十二年) 南岸歷城陳孟圈 決口
20 1897年(清光緒二十三年)1月 南岸章丘小沙灘 漫決 決口寬70米左右,深7米左右(淹齊東、高苑)
21 1897年(清光緒二十三年)1月 南岸章丘胡家岸 漫決 決口寬130多米,深7米左右(淹博興、樂(lè)安)
22 1897年(清光緒二十三年)2月 南岸歷城?泄 決口 口門長(zhǎng)100米
23 1897年(清光緒二十三年)11月24日 北岸利津扈家灘 決口
24 1897年(清光緒二十三年)11月24日 北岸利津馬莊 決口
25 1899年(清光緒二十五年) 北岸歷城王家梨行 決口
26 1900年(清光緒二十六年)1月17日 北岸濱縣張肖堂 決口 全河奪溜
27 1900年(清光緒二十六年) 張肖堂對(duì)岸大道王 決口 決口5處
28 1904年(清光緒三十年)1月3日 北岸利津王莊 漫決
29 1904年(清光緒三十年)1月3日 北岸利津扈家灘 漫決
30 1904年(清光緒三十年)1月3日 北岸利津姜莊 漫決
31 1904年(清光緒三十年)1月3日 北岸利津馬莊 漫決
32 1910年(清宣統(tǒng)二年) 北岸濮陽(yáng)李忠 漫決
33 1922年 開(kāi)封、封丘、蘭封、長(zhǎng)垣 冰凌泛濫 河南災(zāi)區(qū)南北30余里,東西40余里
34 1926年12月10日 淹沒(méi)利津汀河、辛莊、韓家垣、汪二河等村莊 民埝漫決
35 1928年2月2日 南岸利津王家院 凌汛盛長(zhǎng)
36 1928年2月2日 南岸利津棘子劉 漫決 淹沒(méi)70余村
37 1929年2月18日 北岸利津扈家灘 冰凌壅塞 決口長(zhǎng)約150米,淹利津、沾化兩縣60余村
38 1931年2月2日 北岸濮陽(yáng)縣廖橋民埝 漫溢 決口長(zhǎng)25米
39 1931年2月5日 北岸利津崔莊小民埝 漫決
40 1936年3月 北岸貫孟堤雙王 決口
41 1951年2月3日 北岸利津王莊 決口 受淹村莊91個(gè),受災(zāi)人口7萬(wàn)人,43萬(wàn)畝地,12人死亡。
42 1955年1月29日 北岸利津五莊 決口 受淹394個(gè)村莊,受災(zāi)人口20多萬(wàn)人,土地86萬(wàn)畝。