大柳樹(shù)水利樞紐對(duì)寧蒙河段防凌影響數(shù)值模擬

呂歲菊　馮民權(quán)

摘要：黃河寧蒙河段凌汛期封河自下而上，開(kāi)河自上而下，容易形成冰塞壅水，導(dǎo)致冰凌災(zāi)害。采用一維、二維水溫?cái)?shù)學(xué)模型模擬計(jì)算了冬季三種不同氣象條件下擬建大柳樹(shù)水庫(kù)運(yùn)用后下游寧蒙河段沿程水溫分布及結(jié)冰點(diǎn)的位置。由計(jì)算結(jié)果可知：在正常氣溫、熱型氣溫、寒冷氣溫條件下，初始結(jié)冰點(diǎn)的位置分別距離大柳樹(shù)水庫(kù)壩址320.4、331.6、276.5 km。預(yù)計(jì)大柳樹(shù)水庫(kù)建成后，寧夏河段將成為不封凍河段，青銅峽水庫(kù)庫(kù)尾冰塞現(xiàn)象不再出現(xiàn)，石嘴山至烏海段冰塞問(wèn)題基本緩解。零溫?cái)嗝嫖恢脤⑾乱频绞焐街另憧谥g，距大柳樹(shù)水庫(kù)壩址約320 km。

關(guān)鍵詞：大柳樹(shù)水利樞紐；數(shù)值模擬；水溫；防凌；寧蒙河段

1研究背景

擬建的大柳樹(shù)水利樞紐位于甘肅省與寧夏回族自治區(qū)接壤的黃河干流黑山峽的出口處，庫(kù)區(qū)總長(zhǎng)度185 km，水位天然落差約137 m，總庫(kù)容110億m3，通過(guò)控制下泄流量，可使寧蒙河段防洪標(biāo)準(zhǔn)由現(xiàn)狀的20-50 a一遇提高到100 a一遇，并可有效解決寧蒙河段的凌汛問(wèn)題。劉家峽水庫(kù)運(yùn)用后，加強(qiáng)了水庫(kù)的防凌調(diào)度運(yùn)用，調(diào)節(jié)水量使凌汛期封河流量增大，提高了冰下過(guò)流能力：封凍期河道保持比較平穩(wěn)而逐步減小的流量過(guò)程，且在開(kāi)河前夕進(jìn)一步削減下泄流量，減輕了開(kāi)河期凌情災(zāi)害。圖1為1990-1991年度、2002-2003年度整個(gè)冰期（11月-次年3月）蘭州、石嘴山和頭道拐3個(gè)水文站的下泄流量變化過(guò)程。

由圖1可以看出：蘭州站11月份下泄流量較大，逐旬遞減約150 m3/s；12月一次年2月，逐旬流量又有所減小，有利于槽蓄水量提前釋放；3月上、中旬流量減小較多。對(duì)緩解開(kāi)河期防凌形勢(shì)具有重要作用，3月下旬開(kāi)河以后，流量有所回升。在整個(gè)冰期（11月-次年3月）調(diào)度過(guò)程中，下泄流量逐句減小避免了冰期流量變化較大造成的不利凌情形勢(shì)。石嘴山站11月上、中旬流量明顯小于以后各月的流量。寧夏冬灌引水流量大，致使內(nèi)蒙古河段流量減小，恰好這一時(shí)段是內(nèi)蒙古河段封河時(shí)問(wèn)，將出現(xiàn)寧夏引水冬灌過(guò)程中內(nèi)蒙古段小流量封河，而封河后遇寧夏冬灌結(jié)束，內(nèi)蒙古河段流量增大，導(dǎo)致冰塞壅水，槽蓄水量增大，造成災(zāi)害。