黃河下游凌汛成因及防御措施

黃河下游凌汛成因及防御措施

    摘要:黃河凌汛災(zāi)害是黃河下游嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,歷史上曾以頻繁決口、難以防治而著名。黃河下游河道上寬下窄,彎曲連綿,險工、控導(dǎo)交錯對峙,容易形成冰塞、冰壩的河段較多。人民治黃以來,黨和政府十分關(guān)心黃河的治理,多次加高加固黃河堤防,興建河道整治工程,修建水庫和南、北展寬區(qū)等分滯洪工程,特別是1998年長江大水之后,國家加大了黃河治理力度,按照2000年設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),加高、加固兩岸堤防,加修、改建了許多河道整治工程和病險涵閘,近期又進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化堤防建設(shè),將黃河堤防建成“防洪保障線、搶險交通線、生態(tài)景觀線”,防洪工程的抗洪能力大大增強(qiáng)。防洪非工程措施也隨著國家法律、法規(guī)的逐步健全和科技水平的不斷提高而逐步完善。 
    關(guān)鍵詞:黃河 凌汛 成因 防御 措施 
    1概況
    黃河凌汛災(zāi)害是黃河下游嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,歷史上曾以頻繁決口、難以防治而著名。黃河下游河道上寬下窄,彎曲連綿,險工、控導(dǎo)交錯對峙,容易形成冰塞、冰壩的河段較多。人民治黃以來,黨和政府十分關(guān)心黃河的治理,多次加高加固黃河堤防,興建河道整治工程,修建水庫和南、北展寬區(qū)等分滯洪工程,特別是1998年長江大水之后,國家加大了黃河治理力度,按照2000年設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),加高、加固兩岸堤防,加修、改建了許多河道整治工程和病險涵閘,近期又進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化堤防建設(shè),將黃河堤防建成“防洪保障線、搶險交通線、生態(tài)景觀線”,防洪工程的抗洪能力大大增強(qiáng)。防洪非工程措施也隨著國家法律、法規(guī)的逐步健全和科技水平的不斷提高而逐步完善。小浪底與三門峽水庫聯(lián)合運(yùn)用,可有效調(diào)節(jié)下游河道流量,減輕黃河下游凌汛災(zāi)害,但河道主槽逐年淤積抬高,“二級懸河”的不利局面進(jìn)一步加劇,局部河段仍不斷發(fā)生凌汛災(zāi)害,應(yīng)引起各級各部門的高度重視,凌汛期要密切注視凌情變化,采取一切措施,將凌災(zāi)的損失降低到最低限度。
    2凌汛的成因
    黃河下游是一個不穩(wěn)定的封凍河段,據(jù)統(tǒng)計(jì),1950-2004年的55年間,山東河段有48年封凍,8年出現(xiàn)較嚴(yán)重凌情。黃河下游凌汛是由河道所處的地理位置決定的,除上游水庫下泄流量控制不當(dāng)、涵閘引水等人為因素外,主要是氣溫、水溫、流量和河道形態(tài)等因素綜合作用的結(jié)果。
    2.1氣溫
    河道冰凌是低氣溫的產(chǎn)物,氣溫變化是造成凌汛的重要因素。黃河下游河道呈西南東北流向,上首位于北緯34度50分,黃河入�？谖挥诒本�38度00分,上下相差3度10分。氣溫的變化使上段河道冷得晚,回暖早,負(fù)氣溫持續(xù)時間短;下段河道冷得早,回暖晚,負(fù)氣溫持續(xù)時間長。沿程緯度不斷變化,造成氣溫“上暖下寒”,上游河段的氣溫明顯高于下游河段氣溫,決定了黃河下游河段先封河后解凍的特性。當(dāng)氣溫轉(zhuǎn)暖升高時,上段河道先解凍,下段河道還處于固封狀態(tài),上段已解凍的冰水流至處于固封狀態(tài)的下段,卡冰結(jié)壩造成凌汛。
    2.2水溫
    氣溫對凌汛的影響是通過水溫的變化體現(xiàn)出來的,冬季氣溫上暖下寒,溫差較大,上段河道封凍晚、開河早、冰層薄、封凍時間短,下段河道封凍早、開河晚、冰層厚、封凍時間長,在上段冰層解凍開河、冰水齊下時,下段冰層仍較堅(jiān)固,容易導(dǎo)致冰凌阻塞,嚴(yán)重時形成冰壩,致使河道水位迅速上漲,形成嚴(yán)重凌洪。
    2.3流量
    黃河下游封凍期流量較小,封凍冰蓋較低,冰下過流能力小,封凍后,河槽內(nèi)增加的槽蓄水量大部分積存在寬河道內(nèi),當(dāng)上游河段因氣溫升高或流量增加時,冰下蓄水量自上而下沿程釋放,流量逐漸增大,加上下游河道狹窄,因氣溫差異開河較晚,在上游來水的動力作用下,迫使冰蓋上漲,容易形成水鼓冰開的“武開河”,致使水位陡漲,形成冰壩,壅高水位,漫灘偎堤造成嚴(yán)重的凌汛災(zāi)害,對黃河下游防凌十分不利。
    2.4河道形態(tài)
    黃河下游河道上游寬淺散亂,下游狹窄多彎,封河、開河期間極易出現(xiàn)冰凌卡塞,形成冰塞、冰壩,造成凌汛災(zāi)害。主要表現(xiàn)在:艾山窄河段,該河段有黃河下游河道最窄的艾山卡口,險工與山體對峙,河寬僅275m,河道窄,彎道多,排冰能力小,易卡冰阻水;河道急轉(zhuǎn)彎或連續(xù)轉(zhuǎn)彎處,如河段呈“L”形、“S”形,流冰經(jīng)過這些河段時,主流頂沖凹岸后,急轉(zhuǎn)90度,或連轉(zhuǎn)數(shù)彎下泄,很容易在彎道處卡冰壅水,形成冰壩。
    3凌汛的危害及影響因素
    3.1凌汛的危害
    凌汛成因的復(fù)雜性和表現(xiàn)的特殊性決定了黃河凌汛的危害性,河道封凍后,阻攔了部分上游來水,使河槽的蓄水量不斷增加,水位上漲,解凍開河時,部分被攔蓄的水量急劇釋放出來,向下游推移,沿途冰水增多,形成凌峰。凌峰自上而下傳播時往往是一個遞增的過程,凌汛期的水位由于冰凌施加水流的阻力作用,相同流量的水位比無冰期高。凌情嚴(yán)重年份,局部河段水位壅高,造成灘區(qū)漫灘,堤防出現(xiàn)坍塌、管涌、滲水等險情,甚至發(fā)生決口。凌汛洪水雖不如主汛期洪水量大,但在水流的動力作用下,對河道、堤防工程具有極大的破壞作用。
    3.2凌汛的影響因素
    3.2.1黃河下游從八十年代初至今已連續(xù)發(fā)生二十多年的暖冬天氣,近幾年異常天氣、極端氣候頻繁出現(xiàn),冬季氣溫可能由暖轉(zhuǎn)冷。
    3.2.2小浪底水庫能有效控制下泄流量,但黃河下游冬季引水量明顯增大,且受天氣影響引黃流量變幅較大,易引起大河流量驟變。凌汛期既要確保防凌安全,又要保證引黃水量。如遇強(qiáng)冷空氣侵襲,引黃渠道極易發(fā)生卡冰,甚至發(fā)生渠道決口,一旦停止引水,將導(dǎo)致黃河流量陡增,有可能引發(fā)“武開河”,甚至出現(xiàn)局部漫灘,發(fā)生凌災(zāi)。
    3.2.3黃河下游河道狹窄彎曲,易卡冰壅水的邊界條件并未改變,近年來黃河下游河道淤積嚴(yán)重,“二級懸河”的不利局面進(jìn)一步加劇,排洪能力下降,漫灘幾率增加,一旦凌水漫灘,不僅灘區(qū)群眾損失巨大,也將危及堤防安全。
    3.2.4黃河凌情復(fù)雜。黃河凌汛受氣溫、流量、引水、河道邊界條件等多種因素影響,變化十分復(fù)雜。黃河冰凌運(yùn)動規(guī)律尚未完全掌握,凌災(zāi)發(fā)生的時間、地點(diǎn)等還不能準(zhǔn)確預(yù)測。防凌信息化建設(shè)仍不能滿足黃河防凌的需要。
    3.2.5防洪工程存在一些薄弱環(huán)節(jié)。臨黃堤存在不少險點(diǎn)、險段,部分新修工程沒有經(jīng)過洪水考驗(yàn),險工、控導(dǎo)工程易出現(xiàn)根石走失、坦石下蟄等險情。南、北展寬區(qū),東平湖滯洪區(qū)分水分凌受各方面條件的限制,實(shí)施難度較大。
    3.2.6防凌搶險難度大。凌汛期間,天寒地凍,取土困難,對防守和搶險十分不利,特別是冰水偎堤后,一旦出現(xiàn)險情,許多搶險方法、搶險措施難以實(shí)施,致使險情不能得到有效控制而造成較大災(zāi)害。
    4防凌措施
    凌汛的防治措施是在認(rèn)識冰凌演變規(guī)律的基礎(chǔ)上不斷提高的,在實(shí)踐的基礎(chǔ)上,人們逐步認(rèn)識到凌汛危害的主要原因是水不是冰。隨著防凌工程的不斷增加,防凌措施在理論和實(shí)踐中逐步得到改進(jìn),對保證凌汛安全將起到很大的作用。
    4.1明確防凌責(zé)任
    堅(jiān)強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)是確保防凌勝利的首要條件,黃河防凌工作實(shí)行行政首長負(fù)責(zé)制,各級政府和有關(guān)部門要把防凌當(dāng)作一項(xiàng)重要工作來抓,統(tǒng)一指揮,分級分部門負(fù)責(zé),逐級簽訂責(zé)任書,及時抓好檢查落實(shí)。當(dāng)發(fā)生重大險情、分滯凌洪或?qū)嵤┍�凌爆破時,各級防指視情派工作組赴現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo),按照各自的責(zé)任分工開展工作,從隊(duì)伍建設(shè)、物料儲備、工程防護(hù)、凌汛觀測、遷安救護(hù)及凌汛搶險等方面采取措施,做好冰凌測報(bào)工作,準(zhǔn)確、及時地提供觀測數(shù)據(jù),搞好防凌準(zhǔn)備工作,對確保防凌安全將起到重要作用。
    4.2加強(qiáng)防凌隊(duì)伍建設(shè)
    黃河防凌隊(duì)伍由黃河防汛搶險專業(yè)隊(duì)伍、群眾隊(duì)伍、人民解放軍和武警支援黃河防凌部隊(duì)三部分組成,實(shí)行專業(yè)隊(duì)伍和群眾隊(duì)伍相結(jié)合,軍民聯(lián)防。黃河專業(yè)隊(duì)伍由黃河職工組成,是防凌的技術(shù)骨干力量,擔(dān)負(fù)著水情與工情測報(bào)、通信聯(lián)絡(luò)、冰凌觀測、冰凌爆破、工程防守與搶險和群眾隊(duì)伍防凌搶險技術(shù)指導(dǎo)等任務(wù)。群眾防凌隊(duì)伍是黃河防凌的主力軍,主要負(fù)責(zé)堤線防守、防洪工程查險、搶險、料物運(yùn)輸及灘區(qū)、蓄滯洪區(qū)群眾遷移安置。人民解放軍是黃河防凌的突擊力量,主要承擔(dān)重點(diǎn)河段、重大險情搶險,分凌閘閘前圍堰、行洪障礙及冰凌爆破、灘區(qū)群眾緊急遷安救護(hù)等任務(wù)。凌汛期間,積極組織防凌隊(duì)伍,加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè),搞好防凌人員培訓(xùn),提高防凌人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和操作能力,進(jìn)行必要的爆破演練,使防凌隊(duì)伍真正擔(dān)負(fù)起防凌責(zé)任,提高防凌搶險水平,一旦需要,即可投入防凌搶險。
    4.3加強(qiáng)凌情觀測和預(yù)報(bào)
    凌情觀測是防凌的依據(jù),是防凌工作的耳目,其目的是了解和掌握全部冰凌、氣象資料,研究冰凌的發(fā)展變化。冰情觀測主要是觀測結(jié)冰地點(diǎn)、面積、冰量、淌凌密度、速度,封凍地點(diǎn)、長度、寬度、封凍形式、冰厚以及冰色、冰質(zhì)變化、冰堆形成的位置等。凌情嚴(yán)重時,適當(dāng)增加觀測點(diǎn),增加觀測次數(shù),及時分析凌情,預(yù)測冰凌的發(fā)展趨勢,及早采取防凌措施。凌情預(yù)報(bào)可增加防凌的預(yù)見性和主動性,是指揮防凌工作的重要依據(jù),凌汛期間,密切注視天氣變化,加強(qiáng)水文、氣象觀測,提高凌情預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度,爭取防守的主動性。加強(qiáng)水文站網(wǎng)建設(shè),改善施測設(shè)備和技術(shù),加大觀測力度,提高預(yù)報(bào)水平和預(yù)報(bào)精度,為防凌決策提供可靠的依據(jù)。
    4.4利用水庫防凌
    小浪底水庫和三門峽水庫聯(lián)合運(yùn)用,再輔以東平湖水庫,能夠有效控制黃河下游河道的流量,消減凌汛期河道的槽蓄水量,控制開河期凌汛流量,減輕對黃河下游的凌汛威脅。利用水庫發(fā)電泄流水溫,使水庫下游一定距離的河段不封凍。
    4.5分水分凌
    把受冰凌阻水而壅蓄在河道中的部分水量,通過沿岸涵閘或分水工程,有計(jì)劃地分泄出去,有效減少河道內(nèi)的槽蓄水量,消減凌峰流量,避免冰水泛濫成災(zāi)。為此,凌汛期間,要搞好涵閘檢修及渠道清淤,封凍前泄空渠道,避免渠道存水結(jié)冰后,在開河期分水時造成渠道卡凌。涵閘凌汛期引水要

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