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黄河凌汛

黄河流域位于中国中部,界于北纬32.5°~41.7°与东径96°~119°之间。河道迂回曲折,流向变化大,其中,上游的内蒙古河段和下游的河南、山东河段河道水流方向偏北、坡降平缓,常有严重的凌汛发生。上游宁夏、内蒙古河段凌汛 本段地处黄河流域最北端,干流长3 20公里,河道形势呈一倒“U”字形(见图1)。

黄河流域位于中国中部,界于北纬32.5°~41.7°与东径96°~119°之间。河道迂回曲折,流向变化大,其中,上游的内蒙古河段和下游的河南、山东河段河道水流方向偏北、坡降平缓,常有严重的凌汛发生。

上游宁夏、内蒙古河段凌汛 本段地处黄河流域最北端,干流长3 20公里,河道形势呈一倒“U”字形(见图1)。黄河由宁夏进入内蒙古境后,河身逐渐由窄深变为宽浅,河道坡降减缓,浅滩弯道叠出,平面摆动较大。该区冬季严寒漫长,最低气温可达一35℃,河段年年封冻,是一个稳定封冻河段。历年出现流凌的时间一般在11月下旬,封冻日期为12月上、中旬,解冻日期在3月中、下旬,冰期约100天,冰盖厚度0.7米左右。黄河从上游的甘肃兰州至内蒙古河段,纬度增加4°37',致使上下游的冬季月平均气温差约5℃,包头河段的流凌封冻比兰州早20多天,而解冻却晚一个多月。使内蒙古河段封冻时溯源而上。解冻时则由上而下,构成了复杂的冰情现象。河道自宁夏石咀山市进入内蒙古以后,即穿行于峡谷之间,河身狭窄解冻时流冰常在弯曲段受阻。出峡谷后河身逐渐放宽,但多畸形大弯。自巴颜高勒至托克托,较大弯道有69处。冰凌极易在弯道处堵塞,形成冰塞和冰坝,引起水位陡涨,凌汛期峰水位常常接近或越过同年伏汛期最高水位。这段河道年年均有程度不同的凌害发生。

图1 黄河宁、蒙河段位置图

河南、山东河段凌汛该河段地处北纬34°55'~38°00'之间,干流长800多公里。河段封冻概率约80%,是一个较不稳定的封冻河段。河道自河南兰考东坝头以下呈西南至东北流势。至山东垦利入海处,纬度增加3°左右。河南省兰考县以上河段(郑州气象站)历年(1950~1930年)冬季日平均气温在0℃以下的时间约为30天,济南市附近河段(济南气象站)约48天,滨海河段(北镇气象站)则达74天。北镇历年冬季平均气温比郑州低3.3℃;有些年份,上下两地温差更大。如1957年1月中旬,北镇旬平均气温较郑州低7.4℃,1月13日北镇日平均气温较郑州低15.2℃。下游封冻日期一般在12月中旬至翌年1月中旬,解冻时间在1月下旬~2月下旬。黄河下游凌汛威胁严重的原因是:①上下河段的纬度差异。由于下段河道纬度高,所以封冻早,解冻晚,冰盖厚;而上段河道则封冻晚,冰盖薄,解冻早。上段河道解冻时,河槽在封冻期所增加的槽蓄量,突然释放出来,形成沿程加大的凌峰向下传递,这时下段河道往往还处于固封状态,极易形成冰坝。②冬季来水的不稳定。由于上游内蒙古河段的封冻和受内蒙古至潼关区间冰情的影响,来水忽大忽小,加重了下游凌汛的威胁。内蒙古河段封冻后,流量大幅度减小,传递到下游就会早封河。这种封河形式,冰盖低,冰下过水断面小,后期过水不畅,增加了河道槽蓄水量。河道封冻后,一旦上游来水有较大幅度的增加,就会在气温尚低,冰质较强的河段,形成武开河。有时黄河下游在一个凌汛期内会发生几封几开的严重凌汛情况。③河道形态的上宽下窄。河南兰考以上河道宽浅,沙滩密布,叉道交织,易使大冰块搁浅和堵塞河道,在下段山东河道堤距窄、断面小、河道弯曲。冰块受阻停滞后便堆叠、下潜,形成冰塞或冰坝,由此引起河道水位急剧上涨。黄河下游河道也有20%的年份不封冻,这是因为这些年份气温偏暖,或冬季河道流量较大。根据黄河下游实测资料,可以看出河道封冻与否与流量大小有一定关系(见图2),且有一明显地封冻与不封冻的过渡区,这种关系还随不同河段有所变化。在同气温、同流量条件下,宽浅河段要比窄深河段容易封冻。

图2 黄河下游济南以下河段历年凌汛期气温、流量与封冻关系

黄河下游河道常出现冰塞、冰坝,加之河床又高出两岸地面。因之凌汛灾害十分严重。据不完全统计,自1883~1936年的54年中,就有21年凌汛发生决口,平均两年多就有一次。

20世纪60年代,黄河中上游三门峡水库、刘家峡水库相继建成并投入防凌运用。凌汛危害大大减轻。同时,由于水库放流水温较高,其下游百余公里内已很少有冰凌出现。