黄河宁蒙段凌汛致灾影响因素及灾害演变特点
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黄河内蒙古河段凌情特征及变化研究
李超群;刘红珍
【期刊名称】《人民黄河》
【年(卷),期】2015(037)003
【摘要】以水文站实测资料为依据,开展黄河内蒙古河段凌情特征研究,并分析近期凌情变化的特点及原因.结果表明:①近期流凌、封河时间推迟,开河提前,封河期缩短;②年最大槽蓄水增量显著增加,最大值出现时间推后;③封、开河最高水位有所上升,巴彦高勒、三湖河口站凌汛期最高水位上升明显;④冰坝发生次数减少.内蒙古河段近期凌汛特征发生了变化,其原因是内蒙古河段冬季气温总体偏高、气温极值事件较多且交替出现、河道平滩流量减小、涉河建筑物增加、水库防凌调度及防凌工程运用基本合理等.总体来看,内蒙古河段的防凌形势仍较为严峻,需要多措并举,以解决防凌安全问题.
【总页数】4页(P36-39)
【作者】李超群;刘红珍
【作者单位】黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州450003;黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州450003
【正文语种】中文
【中图分类】TV875;TV882.1
【相关文献】
1.黄河内蒙古河段首凌前期水气界面热通量特征 [J], 刘珂;安智伟;刘吉峰
2.海勃湾水库运用以来黄河内蒙古河段凌情变化分析 [J], 芦璐;安鹏
3.黄河内蒙古河段典型凌情过程模拟 [J], 王涛;余弘婧;郭新蕾;刘吉峰;陈玉壮;佘云童
4.黄河内蒙古河段河道冲淤演变与凌情响应机制 [J], 张金良;鲁俊
5.黄河水利委员会科研单位组织开展黄河内蒙古河段流凌期凌情查勘 [J],
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黄河内蒙古段进入2022至2023年度凌汛期黄河内蒙古段进入2022至2023年度凌汛期黄河,是中国的母亲河之一,具有极高的经济价值和文化意义。
而内蒙古段更是黄河的一个重要组成部分,每年的凌汛期更是引人关注。
进入2022至2023年度,黄河内蒙古段的凌汛期已然开始,让我们一起来了解一下。
一、凌汛期的定义和影响凌汛期是指河道中水面以上结冰的现象,这个时期多在每年的12月至翌年的2月份。
这种结冰现象随着气温变化而有所不同,对于河道上下游的人们来说,凌汛期可能会带来好处,也可能会带来危害。
在凌汛期,黄河内蒙古段的河水将被冻结成坚硬的冰面,而河道两岸的植物则会因低温而休眠,水鸟等动物也会转移到其他地方。
这个时期,黄河内蒙古段沿岸的渔民、船家等人员则会停止活动,而且极端情况下,凌汛期可能会引发冰凌堵塞、冰岛漂移等危险现象。
二、进入凌汛期的原因黄河内蒙古段进入凌汛期的原因,一般是由温度的变化所导致的。
当气温下降到水的冰点以下时,水分子开始形成长链结构,而这种结构就是水冰。
这样一来,河道中的水就会冻结成冰面,从而形成凌汛期。
值得注意的是,凌汛期的时间长度和程度,一般取决于当前气温的高低和稳定性。
如果气温持续下降,凌汛期就会延长,反之则会缩短。
当然,河道的水流也会影响凌汛期的形成,如果水流速度过快,那么河水就不容易冻结成冰面。
三、黄河内蒙古段的凌汛期进入2022至2023年度,黄河内蒙古段的凌汛期如期而至。
根据相关数据,12月4日,黄河内蒙古段古浪站河段水位达到了1428.31米,同时流量为630立方米每秒,表明这里已经进入凌汛期。
对于内蒙古境内的民众来说,凌汛期的来临意味着黄河内蒙古段上的威胁已经得到了一定程度的缓解。
据相关部门介绍,黄河内蒙古段的凌汛期大概会持续到明年的1月份。
而随着气温持续下降,河道中的冰面也将由薄到厚,这样就有可能引发冰凌堵塞等突发情况。
为此,内蒙古相关部门已经做好了准备,加强了巡逻力度,及时报告和处置冰凌灾害。
黄河宁蒙河段凌情灾害成因分析及防御措施研究作者:马莅茗卞昱霖蔺冬来源:《人民黄河》2024年第04期摘要:随着经济社会的高速发展,对黄河的防凌安全提出了更高的要求,研究凌情灾害成因及防御措施变化显得尤为重要。
通过分析,影响宁蒙河段凌情变化的因素主要包括热力条件、水动力条件和河道边界条件。
通过梳理1989年以来宁蒙河段典型凌灾情况,发现造成冰凌灾害的严重凌情多受剧烈天气过程、河道流量变化、复杂河道条件等因素影响。
为避免宁蒙河段凌汛灾害,针对热力因素,应及早开展凌汛期气温凌情预报工作;针对水动力因素,应优化凌汛期水库群和分凌工程联合调度;针对河道边界条件,应提前拆除临时阻水建筑物,保证河道畅通,协调空军部队在险情发生时及时轰炸破冰,并加快黑山峡水利枢纽建设,恢复和长期维持较大的中水河槽过流能力,为宁蒙河段防凌防洪提供基本条件。
关键词:凌情灾害;凌情影响因素;灾害成因;防御措施;黄河宁蒙河段中图分类号:X43;TV882.1文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2024.04.010引用格式:马莅茗,卞昱霖,蔺冬.黄河宁蒙河段凌情灾害成因分析及防御措施研究[J].人民黄河,2024,46(4):62-67,85.0引言在寒冷地区,如果河流流向是从低纬度流向高纬度,冬季则会发生明显的凌汛[1],如中国的黄河[2-4]、罗马尼亚的BistritaRiver[5]、加拿大的RedRiver[6]等。
黄河位于我国中北部,受大陆性季风气候影响,冬季部分河段会出现封冻,黄河凌汛是我国冬春季节最突出、最主要的汛情[7]。
受地理位置、河道走向和河道条件等因素的影响,黄河宁蒙河段和下游河段是凌情灾害重点防控河段[8]。
黄河宁蒙河段位于黄河流域最北端,冬季寒冷而干燥,日平均气温处于零下的时间可持续4~5个月,最低气温低至-35℃,几乎每年冬季都会封河。
宁蒙河段的封河自下而上,容易形成冰塞抬高水位;开河从上游向下游发展,槽蓄水增量的释放逐渐增大,极易形成冰坝壅水导致凌灾发生[9],因此宁蒙河段冰凌灾害频发[10]。
黄河宁蒙河段防洪形势分析与对策一、宁蒙河道基本情况黄河宁蒙河段包括宁夏河段和内蒙古河段两个部分,自宁夏中卫县南长难入境,至内蒙古伊盟准噶尔旗马栅乡榆树湾出境,全长1237km。
宁夏河段从南长滩入境,经黑山峡、青铜峡至石嘴山麻黄沟出境,河段长397km,南长滩至茶园河道呈西南东北流向,河段长135km,为坡陡流急的峡谷型河道,长度135km,河面宽200-300m,比降0.8‰~1.0‰;茶园至麻黄沟河道自南向北而流,河段长262km,河面宽500-1000m,比降0.1‰~0.2‰;坡小流缓。
在宁夏河段建有青铜峡水库,枣园至青铜峡坝址为青铜峡库区段。
内蒙古河段干流河段长840km,总落差仅162.5m。
该河段河宽坡缓,逶迤曲折,河床从上至下逐渐由窄深变为宽浅,水面宽自石嘴山至喇嘛湾呈马鞍形变化,渡口堂最宽为400~1200m,昭君坟最窄为200~600m。
石嘴山以下有头、二、三道坎,在巴彦高勒以下,河道弯曲,特别是昭君坟与头道拐河段不顺直,弯曲度分别达到1.58和1.75。
巴彦高勒至头道拐,较大弯道有69处,最大弯曲度达3.64。
河道比降呈“上大下小”,在昭君坟至头道拐的河道具有明显的平原河床特性,比降仅为0.09‰~0.11‰。
二、防洪形势及原因分析(一)防洪形势日趋严峻1、河道淤积变化情况宁蒙河段除局部河段有基岩出露外,大部分属于随来水来沙变化的冲积性河道。
其来水来沙具有水多沙少、水沙异源、水沙集中在汛期等特点。
在60年代干流枢纽和支流治理生效前,该河段灌溉引水引沙已有相当规模,河道是微淤的。
刘家峡水库运用后,宁蒙河段河道基本也呈微淤状态,1968~1986年宁夏河段年均淤积0.161亿t,内蒙河段年平均淤积量为0.22亿t。
1986年龙羊峡水库的运用造成水沙条件和河道演变特性发生巨大变化,河道冲淤特性也发生改变。
龙、刘两库汛期拦蓄大量洪水,降低了该河段汛期水量和输沙能力,加上90年代以来连续枯水及内蒙古鄂尔多斯境内十大孔兑发生的高含沙洪水汇入黄河等原因,水沙比例失调,造成河床淤积严重,河道萎缩。
黄河宁蒙段2012~2013年度凌情特点分析毛利强;张一兵;吴迷芳【摘要】2012~2013年度,黄河宁蒙段的凌情特点是流凌、封河早,封河水位低,槽蓄水量大,开河时间早,开河洪峰小等。
封河前期气温低、开河前期气温偏高、2012年汛期宁蒙段长时间洪水冲刷是造成上述特点的主要因素。
河道形态、水文条件、水库调度等也是影响该年度凌情的重要因素。
提出了丰水年份汛期利用梯级水库联合调度对黄河宁蒙段进行适当的调水调沙,减轻凌汛压力的建议。
%From 2012-2013, the ice-run situation features of Yellow River Ningmeng section are: the flow-ing ice, the early frozen river, the low water-level of frozen river, the large water-storage of groove, the early open-up-river, the small flood peak of open-up-river and so on. The low temperature of earlier stage of frozen-river, the high temperature of earlier stage of open-up-river, the long-period flood scour of Ning-meng section of 2012 flood season are the main factors of the above features. The riverway form, the hy-drologic condition, the reservoir regulation are also the important factors to influence this year ’s ice-run situation. It is suggestion that the cascade reservoir united dispatch should be used to do proper water and sediment regulation to Yellow River Ningmeng section in ample-waterd year flood season and reduce pres-sure of the ice-run.【期刊名称】《黄河水利职业技术学院学报》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P9-11)【关键词】黄河宁蒙段;2012~2013年度;凌情特点;影响因素;预防措施【作者】毛利强;张一兵;吴迷芳【作者单位】黄河水利委员会水文局,河南郑州 450004;黄河水利委员会宁蒙水文水资源局,内蒙古包头 014030;河南省电力勘测设计院,河南郑州 450007【正文语种】中文【中图分类】TV8750 引言黄河宁蒙段(宁夏中卫县南长滩至内蒙古马栅乡)全长1 203.80 km。
黄河宁蒙段凌汛致灾影响因素及灾害演变特点作者:郭立兵周跃华田福昌苑希民王丽娜来源:《人民黄河》2020年第02期摘要:黄河宁蒙段冬季凌汛现象频繁发生,凌灾影响损失严重,防凌抢险极为困难。
根据历年凌汛期实测凌情数据与灾害统计信息,阐述凌汛水文过程及其形成机理条件,从热力环境、动力因素、边界条件和人类活动等方面分析凌汛洪水致灾影响因素,系统总结气候条件、水文情势、河势演变及人类活动等多元环境因素驱动下,黄河宁蒙段凌汛封开河时序与周期、冰盖厚度、冰期输水泄流能力、槽蓄水增量、水位流量关联关系及变化梯度、凌峰流量、冰塞冰坝发生频次及凌灾影响、防凌减灾控制等方面的时空演变特点。
关键词:凌汛灾害;致灾影响因素;灾害演变;黄河宁蒙河段中图分类号:TV131.2;TV882.1文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2020.02.005Abstract:Winter ice flood occurs frequently and causes serious damage in Ningxia-Inner Mongolia section of the Yellow River. Ice prevention and emergency rescue is extremely difficult. Based on the measured data and disaster statistics during the flood season, the hydrologic process and forming mechanism of ice flood were expounded. The influencing factors of ice flood disasters were classified from four aspects: thermal environment, dynamic factors, boundary conditions and human activities. Driven by multiple environmental factors such as climatic conditions,hydrological regime, river regime evolution and human activities, the correlation between timing sequence of river closure and opening during ice flood and cycle length, ice sheet thickness, water discharge capacity, tank storage increment and water level flow were systematically summarized. The new characteristics of temporal and spatial evolution in terms of variation gradient, peak flow,occurrence frequency of ice jam and ice dam, impact of ice jam, and control of ice prevention and disaster reduction were also summarized. The research results can provide support for the analysis and assessment of the situation of preventing and reducing the risk and the formulation of risk prevention and control project in Ningxia-Inner Mongolia section of the Yellow River.Key words: ice flood disaster; influence factors of ice flood disaster; disaster evolution; the Ningxia-Inner Mongolia section of the Yellow River凌汛是冬季河道结冰导致冰凌阻挡水流运动而引起的一种涨水现象,直接影响水利工程运行维护、内陆航运、冬季输水、河流水环境、水生态与水安全[1]。
黄河宁蒙段河势走向大致呈Γ形,河段全长1 237 km,纬度范围为北纬37°17′—40°51′,水流自低纬度流向高纬度,11月至翌年2月,低纬度河段多年平均气温比高纬度河段高3.4 ℃,导致黄河宁蒙段自下游向上游逐渐封河,自上游向下游解冻开河,封开河相反时序变化不利于凌汛灾害防治[2-4]。
近年来,黄河宁蒙段凌汛灾害频繁发生,较为严重的年份有1993年、1998年、2003年、2005年和2007—2008年,其中有4 a封河时水位接近1981年大洪水水位。
河道封河时形成冰塞冰坝,导致水位迅速上涨数米,对农田、村庄、道路、堤防、水利设施等造成不同程度的損害,给两岸人民群众生命财产安全带来了巨大的威胁。
2007—2008年度凌汛期间,黄河宁蒙段封河时水位骤涨1~2 m,凌灾侵袭了宁夏中卫市至石嘴山市惠农区沿河10个县(市、区)及渠口农场,约350 km堤防遭受冲淘破坏,1 000 hm2农田、30多hm2鱼池被淹,1 300多hm2滩地漫水,3 400人受到威胁[5]。
特别是20世纪90年代以来,龙羊峡与刘家峡水库联合运用,导致黄河来水来沙情况发生较大变化,河道淤积愈发严重,伏凌汛期同流量对应水位抬高,经常发生洪水倒灌及凌汛漫堤溃堤灾害险情,给沿岸人民带来的经济损失逐年增加,黄河宁蒙段防凌防汛形势依然十分严峻[6-7]。
关于黄河宁蒙段冰凌灾害成因及特点,近年来众多学者从多个角度进行了分析研究。
潘进军等[8]、孟闻远等[9]从气温变化、地理位置与河势变化方面分析了凌汛成因,并提出了凌灾防御能力建设的具体内容;王文东等[10]利用气象与水文实测资料分析了黄河宁蒙段凌汛特征及气象动力学与热力学成因;刘吉峰等[11]根据冰凌观测资料分析了黄河宁蒙段冰凌变化特点,并结合气候变暖、水库调度、河道淤积、河道工程等方面简析了冰凌变化影响因素;徐剑峰[12]从上游水库调节影响方面分析了黄河宁蒙段凌洪灾害形势及防凌减灾对策。
然而,目前对于黄河宁蒙段凌汛致灾影响因素及凌灾演变特点,尚缺少细致全面的分析与总结,本文在凌汛水文过程分析基础上,从热力环境、动力因素、边界条件和人类活动等方面综合分析黄河宁蒙段凌汛致灾影响因素,并系统分析归纳气候条件、水文情势、河势演变及人类活动等多元环境因素驱动下的凌汛灾害演变特点。
1凌汛水文过程据历史凌情资料统计,黄河宁蒙段一般于每年11月中下旬开始流凌、12月上旬开始封河,于翌年3月开河,流凌历时12~40 d,封冻时长70~130 d,凌汛期不同断面平均冰厚为0.5~0.8 m,最大冰厚可达1.0 m。
凌汛一般是指冰凌对水流产生阻力而引起的江河水位明显上涨的水文现象。
黄河宁蒙段跨越不同纬度,上游宁夏河段处于低纬度区域,下游内蒙古河段处于高纬度区域,洪水由低纬度高温区流向高纬度低温区,独特的自然地理特征与气候条件差异性导致宁蒙河段冬季冰冻期极易产生凌汛。
通常受气温骤降影响,三湖河口至头道拐河段先形成流凌,在水流驱动作用下冰凌向下游流动,当气温、流凌密度、水流动力、河流边界等条件适宜时,开始大面积聚集冰块形成封河,并自下游向上游持续发展。
封河过程中如遇上游来冰持续堵塞,将导致水位抬升,继而产生冰塞壅水凌汛险情。
如遇气温迅速回升,上游河段槽蓄水增量突然释放,使得自上游至下游凌峰流量不断增加,冰凌流经狭窄弯道或平缓河段极易受阻卡冰结坝,冰体下潜淤塞,壅高水位,从而形成凌汛。
由此可见,宁蒙黄河凌汛主要是指发生于封开河过程中冰塞冰坝壅水抬升水位的现象。
2凌汛形成及致灾因素封开河期间凌汛形成及灾害发生条件主要包括热力环境、动力因素、边界条件和人类活动等方面,具体体现在:①低气温使得上游具有较高的流凌密度;②冰凌块体大且坚硬;③河道水流低速小流量,流凌缓慢;④河势弯曲边界作用下,流凌下潜堆积堵塞,卡冰结坝,壅高水位并向上游发展。
在以上条件充分具备情况下,极易产生严重凌汛过程,造成重大灾害险情。
2.1热力环境热力环境是黄河宁蒙段凌汛发生、发展及演变的重要影响因素,主要包括气温、水温、太阳辐射等,其中太阳辐射干扰气温变化,气温和太阳辐射又同时影响水温变化,气温是凌汛形成演变的主要热力因素。
凌汛流冰产生条件是气温与太阳辐射降低使得水体释放热量而水温降至0 ℃,在气温持续下降或长时间保持低温状态时,流冰输移至下游河段堆积封冻,气温与太阳辐射回升幅度将直接影响融冰开河速率及形势,从而为封开河凌汛灾害的形成创造条件。
凌汛期太阳辐射与气温升降变化幅度、低温持续时间和低温强度等指标差异性越明显,凌汛过程与灾害特点越突出。
黄河宁蒙段多受西风环流控制,气候干燥,降水量小,上下游温差大,为典型的大陆性气候区。
冰凌产生多受寒潮或冷空气入侵影响,冬季时长150~170 d,年极端低温在-30 ℃以下,凌汛期太阳辐射与气温变化加剧,波动梯度较大,为冰塞冰坝形成及灾害风险演变提供了关键性气候条件。
2.2动力因素河流凌汛形成动力因素主要包括流量、断面平均流速和槽蓄水增量等,冰水流动输移促使冰花或碎冰块在下游冰盖前积聚、下潜,造成冰塞冰坝凌汛险情。
其中:断面平均流速对冰凌下潜堆积、冰盖加厚、冰塞壅水等过程影响较大,是冰情形态演变和凌汛形成条件的重要判别指标;凌汛期流量过程波動性、升降梯度变化、凌峰流量大小以及高水位过程持续时间及涨落强度,对凌汛灾害形成与演变起到决定性作用,是凌汛致灾风险程度识别的重要指标;槽蓄水增量是开河凌峰流量形成的重要影响因素,与凌汛期流凌密度、输水流量、降温强度等密切相关,上下游槽蓄水增量的沿程分布是开河期凌汛形成及灾害演变的重要动力条件。
2.3边界条件河道边界条件对于冰凌运动输移、堵塞封冻、冰塞冰坝形成及险情灾情发生与演变具有重要影响,一般包括河势走向、河道比降、纵横断面特征、河相变化、支流入汇与引退水、堤防工程、河道整治工程、跨河桥梁工程等。
不同河道边界条件下,冰水耦合运动特性各有不同,黄河宁蒙段上下游总体河势走向体现了高低纬度冬季气温空间分布差异性及低温影响程度的差别,河道纵横断面特征一定程度影响了冰塞冰坝壅水高度和冰塞体大小规模,河道弯道处易引起冰凌堵塞封冻、卡冰结坝,河流分汊散乱处水流不集中、流速缓慢导致排冰不畅,且黄河宁蒙段泥沙长期淤积趋势造成河床整体抬升,河相变化较大,凌汛期小流量高水位特点愈加突出,加剧了凌汛灾害风险。