黃河下游凌汛期防凌現(xiàn)狀及防治措施

李 倩，蓋永智

（黃河水利委員會山東水文水資源局，山東 濟(jì)南 250100）

凌汛是河流的一種水位陡漲現(xiàn)象，它是否形成威脅或威脅的程度如何，均決定于漲水幅度的大小。一般情況下，只有在河里出現(xiàn)冰塞或冰壩后，才會使河道水位大幅度地上漲，導(dǎo)致嚴(yán)重凌汛威脅。因此，冰塞和冰壩是產(chǎn)生凌汛威脅的主要冰情現(xiàn)象。

1 冰塞的特點

冰塞的特點是減小了冰蓋下過流能力，使其上游水位窒高，下游水位下降，造成冰塞河段上下游較大的水位差。黃河下游河道的比降較小，冬季經(jīng)常出現(xiàn)冰塞現(xiàn)象，1966 年1 月14 日山東濟(jì)南河段形成了以碎冰為主體的冰塞，2 h 內(nèi)上游水位上漲0.3 m，下游水位下落0.4 m。有時可使上游水位窒高2.0 m 以上。因為冰塞多產(chǎn)生于初封河段冰蓋的上緣，所以黃河下游在封冰期出現(xiàn)窒水漫灘現(xiàn)象，主要是由于在封河過程中產(chǎn)生冰塞引起的。

2 冰壩的特點

冰壩是河流凌汛開河期，大量流冰在河道內(nèi)受阻堆積，冰水下泄嚴(yán)重不暢，上游水位急劇上漲，從而出現(xiàn)威脅堤防安全的嚴(yán)重災(zāi)害現(xiàn)象。黃河下游，受氣象、水文、河道形態(tài)的影響，凌汛開河時，容易形成冰壩，造成嚴(yán)重的凌汛災(zāi)害。特別是山東河段20 世紀(jì)70 年代以前，此種現(xiàn)象尤為突出。

對黃河下游窄深河槽來說，為了保持冰壩自身具有一定的過水能力，冰壩頭部一般不致堆積到河底，但在黃河下游某些寬淺河段，由于水淺，冰壩頭部插入河底。

3 冰塞與冰壩對比分析

冰塞、冰壩都是一種冰凌堆積現(xiàn)象，在黃河下游由于影響冰塞、冰壩的河道形態(tài)條件相類似，所以封河期出現(xiàn)嚴(yán)重冰塞的地方也往往是開河期容易產(chǎn)生冰壩的地方，但它仍有明顯的區(qū)別：第一，冰塞產(chǎn)生于封河初期，存在的時間可達(dá)數(shù)月之久；冰壩則產(chǎn)生于解凍開河期，存在時間較短，一般1～3 d，短則幾小時。第二，冰塞由冰花、冰屑和碎冰組成，冰壩則由較大冰塊組成。第三，冰塞壅高水位的時段遠(yuǎn)較冰壩長，而冰壩壅高水位的漲率遠(yuǎn)較冰塞為大。對黃河下游來說，冰壩壅高水位的幅度較冰塞大得多。

4 防凌措施

4.1 水庫調(diào)節(jié)水量

水庫調(diào)節(jié)水量，不僅能提高水溫，而且通過控制下泄水量，可以防止或減輕下游凌汛威脅，是一種常用的積極的預(yù)防性防凌措施。黃河三門峽水庫、小浪底水庫在凌汛期兼有下游防凌任務(wù)。

1）流凌及初封期：10 月底（或霜降起）黃河進(jìn)入非汛期，水庫開始蓄水，限制水位由300 m（或305 m）提高到310 m，預(yù)蓄的水量可以調(diào)平因內(nèi)蒙古河段封凍后出現(xiàn)的小流量過程（300～200 m3/s），因此在下游流凌初封期，適當(dāng)提高和調(diào)勻三門峽水庫下泄流量，使花園口站維持在500 m3/s 左右，有利于推遲封凍日期和避免下游出現(xiàn)小流量封凍，增大冰蓋下過流能力。

2）穩(wěn)封期：河道封凍后，增大了水流的阻力，原則上水庫應(yīng)控制下泄流量保持均勻，并使之不大于冰蓋下的過流能力。具體說在穩(wěn)封時期的前期（約5～7 d），冰蓋阻力最大，花園口流量應(yīng)控制在300～400 m3/s 比較適宜，以后慢慢地恢復(fù)到450 m3/s，到了穩(wěn)封時期的后期（或解凍前一星期），根據(jù)河道槽蓄水增量及冰量可逐步地減小下泄量至300 m3/s 左右。其目的是保持穩(wěn)封期冰蓋的穩(wěn)定性，同時盡量減小槽蓄水增量，以避免開河時出現(xiàn)武開河的形勢。

3）解凍開河期：因黃河下游開河時自上而下，沿程釋放槽蓄水增量，故在解凍前一星期應(yīng)逐步減小下泄量到300 m3/s 左右，然后平穩(wěn)下泄，要避免忽大忽小，更不能增大下泄量，為安全解凍開河創(chuàng)造較好的水流條件。如果開河時出現(xiàn)嚴(yán)重冰壩壅水，而上游凌峰又很大時，則應(yīng)再進(jìn)一步減少下泄量直至全部關(guān)閘，或就近開啟分水分凌閘等其它措施。

4.2 分水分凌工程

1）北岸齊河展寬工程：主要解決濟(jì)南北店子至濼口區(qū)間窄河段的凌洪威脅。當(dāng)本河段形成冰凌洪水危及濟(jì)南市堤防安全時，即開啟分洪閘向展寬區(qū)分凌洪。

2）南岸墾利展寬工程：主要解決麻灣至王莊約30 km 的“窄胡同”的卡冰壅水威脅。當(dāng)該河段發(fā)生卡冰堵塞、水位陡漲威脅大堤安全時，可運用該展寬區(qū)分滯凌洪。

3）東平湖水庫：東平湖原為天然滯洪區(qū)，1960 年建成能控制蓄泄的平原水庫。當(dāng)凌汛期東阿河段發(fā)生冰塞、冰壩壅水威脅大堤安全，或河道槽蓄水量特別多，為避免出現(xiàn)具有嚴(yán)重危害性的武開河形勢，則可以開啟東平湖進(jìn)水閘或出湖閘倒灌分水入老湖區(qū)滯蓄。

4）引黃涵閘分水分凌。黃河下游建有各類引黃涵閘 94 座（山東 62 座，河南 32 座），設(shè)計流量約4 400 m3/s，在凌汛期可適時利用涵閘分水分凌以減輕凌汛威脅。

4.3 破冰

破冰是已經(jīng)發(fā)生或?qū)⒁l(fā)生冰凌險情時常采用的應(yīng)急措施，破冰的作用是破碎、疏導(dǎo)冰塊，增大排冰能力。主要用于破碎大面積的移動冰塊、固定冰蓋、冰塞與冰壩等。破冰的方法有炸藥爆破、炮轟擊、飛機(jī)投彈、破冰船等。

4.4 攔冰、導(dǎo)冰與融冰

攔冰措施是人為設(shè)置攔冰裝置，以便攔截流冰或形成冰蓋提早封河，減少下游河段的卡冰幾率。攔冰裝置常用的是在水面上將纜索橫跨河道兩岸錨固起來，在纜索上串聯(lián)一排浮筒漂浮在水面。

導(dǎo)冰是在河道一側(cè)架設(shè)導(dǎo)冰裝置（類似攔冰裝置），將流冰導(dǎo)向一側(cè)，避免流冰對水工建筑物的破壞，或避免流冰堵塞引水涵閘。

4.5 防洪大堤和控導(dǎo)工程

黃河下游兩岸筑有大堤，在夏秋可以束縛洪水，在冬季是防御凌洪的屏障。目前下游臨黃河大堤總長1 370 km，有險工工程138 處，工程長312 km；有控導(dǎo)工程200 處，工程長344 km。在河南河段可以防御相當(dāng)于花園口洪峰流量22 000 m3/s 以下的洪水和相應(yīng)水位，在山東河段可防御相當(dāng)于艾山洪峰流量10 000 m3/s 以下的洪水和相應(yīng)的水位。

5 結(jié) 語

由于黃河下游凌汛的主要威脅是凌汛開河時冰壩、冰塞上游急劇增加的雍高水位，加之氣溫和河道邊界條件難以人為控制，所以防凌措施應(yīng)以水庫調(diào)控河道流量為主，輔以分水分凌、破處冰凌、冰情觀測和預(yù)報、堤防守護(hù)及防凌信息化管理等。