黃河寧蒙段2012～2013年度凌情特點(diǎn)分析

毛利強(qiáng)，張一兵，吳迷芳

（1．黃河水利委員會(huì) 水文局，河南 鄭州 450004；2．黃河水利委員會(huì) 寧蒙水文水資源局，內(nèi)蒙古 包頭 014030 3．河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，河南 鄭州 450007）

0 引言

黃河寧蒙段（寧夏中衛(wèi)縣南長(zhǎng)灘至內(nèi)蒙古馬柵鄉(xiāng)）全長(zhǎng)1 203．80 km。龍羊峽水庫(kù)建成前，寧蒙河道基本上呈微淤狀態(tài)。龍羊峽、劉家峽水庫(kù)建成運(yùn)用后，改變了天然洪水的來水過程，尤其是龍羊峽水庫(kù)建成后，顯著改變了年內(nèi)徑流分配情況，加之工農(nóng)業(yè)用水不斷增加，使得黃河寧蒙段主槽淤積萎縮越發(fā)嚴(yán)重。受2012年黃河流域汛期洪水（“12·7”洪水）過境影響，寧蒙河段河床普遍遭到?jīng)_刷，局部河段河勢(shì)得到一定調(diào)整，河道過流能力明顯增強(qiáng)，呈現(xiàn)出凌汛期河道水位普遍偏低，多年同期、同水位下流量偏大的趨勢(shì)。

通過分析 2012～2013 年度“12·7”洪水過后寧蒙河段冰情的特點(diǎn)，掌握新的河道條件下，寧蒙河段凌汛期汛情變化的情況，對(duì)今后凌情預(yù)報(bào)、冰情巡測(cè)和防凌具有參考和指導(dǎo)意義。

1 黃河寧蒙段2012～2013年河況特點(diǎn)

1．1 區(qū)域氣溫特點(diǎn)

2012～2013年度，該區(qū)在流凌前、后期及封凍過程中，氣溫總體偏低；開河前期及開河期，氣溫總體偏高；流凌、封凍期，氣溫變幅較大；開河初期，溫度高。其中，11月份，影響寧夏、內(nèi)蒙古地區(qū)的冷空氣勢(shì)力較強(qiáng)，寧夏、內(nèi)蒙古地區(qū)平均氣溫較常年同期分別偏低1～4℃。12月份，氣溫較常年偏低2℃左右。2月份，氣溫較常年同期偏高1～3℃。3月上旬，氣溫較常年偏高3～5℃，中旬較常年同期偏高2～3℃。

1．2 水情特點(diǎn)

該年度，黃河寧蒙段整個(gè)凌汛期流量偏大。2012年11月上旬，石嘴山至頭道拐區(qū)間來水量較多年同期（1987 年以來）均值偏大 200～300 m3／s，中旬較多年同期均值偏大100 m3／s；穩(wěn)定封凍期，區(qū)間來水量較多年同期均值偏大100～150 m3／s。2012年11月至2013年1月，石嘴山斷面至頭道拐來水量在 500～710 m3／s之間，較多年同期均值偏大 50～120 m3／s，比近 5 年均值偏大 60～80 m3／s左右；2013 年 2月上旬，石嘴山至頭道拐區(qū)間來水流量在620～740 m3／s之間，較多年同期均值偏大 110～220 m3／s，比近5 年均值偏大 70～210 m3／s。

2 黃河寧蒙段2012～2013年度凌情特點(diǎn)

2．1 流凌、封河特點(diǎn)

該年度，黃河寧蒙段流凌、封河早。受11月1～4日、9～11日兩場(chǎng)自西向東強(qiáng)冷空氣影響，內(nèi)蒙古地區(qū)日均氣溫降幅達(dá)10℃，內(nèi)蒙古頭道拐河段發(fā)生首凌。流凌時(shí)間與常年相比，除三湖河口斷面偏晚外，其他斷面流凌時(shí)間均偏早4～5 d。

受氣溫持續(xù)偏低影響，首封日期較常年偏早3 d，斷面封凍時(shí)間較常年普遍偏早，除巴彥高勒斷面封凍日期與常年接近外，三湖河口斷面較常年偏早3 d，石嘴山和頭道拐斷面均偏早10 d。

2．2 封河期水位、冰厚及槽蓄水量特點(diǎn)

2．2．1 大部分河段水位偏低

受“12·7”洪水的影響，黃河內(nèi)蒙古段主槽河底高程降低，河道過流能力增強(qiáng)。該年度，除石嘴山斷面外，寧蒙河段大部分凌汛期水位較多年同期水位總體偏高，較近10年同期水位總體偏低，且各斷面同水位下流量均較多年或近10年偏大。石嘴山斷面河段質(zhì)地堅(jiān)硬，多年沖淤變化大于一次洪水的影響，水位偏高。

2．2．2 巴彥高勒上游冰蓋偏厚，下游偏薄

該年度，巴彥高勒以下河段沿程冰蓋較多年均值（2001年巡測(cè)以來）偏厚，巴彥高勒以上河段較多年均值偏薄。最大冰厚于2013年1月中旬出現(xiàn)在畫匠營(yíng)子附近，為 0．92 m。

2．2．3 槽蓄水量大，沿程分布不均

槽蓄水增量初期主要集中在巴彥高勒至三湖河口區(qū)間，基本呈“山”字形態(tài)，后期主要集中在三湖河口至頭道拐區(qū)間，呈階梯形態(tài)，至2月13日石嘴山至頭道拐區(qū)間最大槽蓄水增量約為15．9億m3，較近5年偏小6%，較多年平均偏大11%。

2．3 開河特點(diǎn)

該年度，寧夏、內(nèi)蒙古地區(qū)開河前期及開河期氣溫總體偏高，其中2月份氣溫較常年同期偏高1～3℃，3月上旬氣溫較常年同期偏高3～5℃，中旬氣溫較常年同期偏高2～3℃。受其影響，寧夏河段自1月28日起開始融冰解凍，2月21日石嘴山斷面開河，開河時(shí)間接近常年；22日8時(shí)寧夏河段全線開通，開河進(jìn)入內(nèi)蒙古境內(nèi)；3月20日內(nèi)蒙古河段全線開通，較常年偏早3天。

3 凌情特點(diǎn)的成因分析

3．1 氣溫因素

氣溫是影響凌情變化的主要因素。對(duì)1954~1998年的氣溫與凌情資料研究表明，11月份的平均氣溫與首凌日期變化趨勢(shì)一致，封、開河期氣溫與封、開河時(shí)間關(guān)系密切［1］。 2012～2013 年度，寧夏、內(nèi)蒙古地區(qū)開河前期及開河期氣溫總體偏高，其中2月份氣溫較常年同期偏高1～3℃，3月上旬氣溫較常年同期偏高3～5℃，中旬氣溫較常年同期偏高2～3℃。河段槽蓄水總量達(dá)到最大值后，下泄時(shí)間早，封凍河段在開河過程中，受河道邊界條件（“12·7”洪水過后邊界條件達(dá)到一定調(diào)整）、熱力因素及動(dòng)力因素影響，各斷面開河時(shí)間均偏早2～4 d，河段開河時(shí)間較多年偏早3 d。

3．2 河道形態(tài)

河道形態(tài)是凌汛能否造成危害及險(xiǎn)情嚴(yán)重程度的重要邊界條件［2］。河道的寬窄，雞心灘的多少、大小，河床縱比降的陡緩，彎曲半徑的大小等都對(duì)過水排凌有影響。河道形態(tài)年內(nèi)變化一般較小，但卻是構(gòu)成復(fù)雜凌情的重要因素。2012年汛期，寧蒙河段自上而下發(fā)生1989年以來最大洪水過程。大流量過境后，河床普遍沖刷，主槽河底高程降低，斷面面積明顯增大，局部河段河勢(shì)得到一定的調(diào)整，過流能力明顯增強(qiáng)，影響該河段凌汛期凌情特性的各水文要素均有不同程度的變化。

3．3 水文條件

水文條件包括水位、流速、流量等，而水位、流速又取決于流量大小。封河前，流量大小能促使封河提前或延遲。若氣溫沒達(dá)到封河條件，流量小則提前封河；若氣溫達(dá)到封河條件，大流量則延遲封河。開河時(shí)，流量大小影響開河快慢。小流量可以延緩開河進(jìn)程，形成文開河；大流量會(huì)加速開河進(jìn)程，導(dǎo)致武開河［3］。

3．4 水庫(kù)防凌調(diào)度

修建水庫(kù)不僅會(huì)改變河道天然屬性，還改變了水流泥沙和熱力條件，對(duì)凌情變化具有顯著影響。根據(jù)氣象及冰凌水情，科學(xué)調(diào)度水庫(kù)下泄流量，可以有效減輕或避免凌汛災(zāi)害［4］。在流凌封河期，按安全流量控泄，可以使冰蓋下保持較大過流能力，保持冰蓋穩(wěn)定，為順利開河創(chuàng)造良好條件。在穩(wěn)定封凍期，可以防止流量急劇變化，避免下游提前開河或槽蓄水量大幅增加。在開河期，進(jìn)一步控制泄流，減少槽蓄增量，可以防止“武開河”。2012～2013年度，通過對(duì)萬家寨等水庫(kù)的調(diào)度，主槽先行開河，進(jìn)一步增強(qiáng)了下泄能力，加之整個(gè)河段開河過程流凌少，冰凌大多自然融化或滯留岸邊灘地，槽蓄水量呈錯(cuò)峰、分段釋放，各區(qū)間峰值未出現(xiàn)疊加，未形成大的凌峰流量過程，開河整體形勢(shì)平穩(wěn)。

3．5 河道障礙物

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，目前，黃河內(nèi)蒙古段三盛公水利樞紐以下至托克托縣喇嘛灣河段主河槽中，在建及已建成的跨河大型及特大型鐵路公路橋20座，運(yùn)行和已拆除浮橋10座，還有為數(shù)眾多的河心及兩岸取水設(shè)施。大橋、浮橋、取水建筑物等河道障礙物造成凌汛期間流凌受阻，導(dǎo)致上游河段封河時(shí)間提前，水位上漲，甚至?xí)鸨?、冰壩、堤防決口。冬季大量引灌也會(huì)造成黃河流量較大變動(dòng)，對(duì)封、開河產(chǎn)生影響［5］。

4 結(jié)語(yǔ)

分析表明，河道邊界在條件一定的情況下，流凌封凍期，即使存在相當(dāng)?shù)膭?dòng)力因素，其熱力因素仍為影響流凌、封凍的第一要素。氣溫因素和汛期洪水持續(xù)沖刷河道是造成2012～2013年度凌情特點(diǎn)的主要因素，同時(shí)，河道形態(tài)、水文條件、水庫(kù)調(diào)度等的影響也是重要原因。

［1］康玲玲，王云璋，陳發(fā)中，等．黃河上游寧蒙河段氣溫變化對(duì)凌情影響的分析［J］．冰川凍土，2001， （3）：318－322．

［2］ 翟家瑞．黃河防凌與調(diào)度［J］．中國(guó)水利，2007，3（3）：34－37．

［3］姚惠民，秦福興，沈國(guó)昌，等．黃河寧蒙河段凌情特性研究［J］．水科學(xué)進(jìn)展，2007，18（6）：893－899．

［4］王平，侯素珍，楚衛(wèi)斌，等．黃河內(nèi)蒙古段凌期槽蓄增量變化與影響因素［J］．人民黃河，2011，33（9）：19－21．

［5］胡一三．黃河寧夏內(nèi)蒙古河段河道整治［J］．水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2010，（5）：1－4．