第３３卷第ｌ期 ２０１１年１月 人民黄河 Ｖｏ１．３３．Ｎｏ．１ ＹＥＬＬＯＷ ＲＩＶＥＲ Ｊａｎ．．２０ｌ１ 【防洪・治河】 黄河凌汛险情应急处置 滕翔，张兴红，吴 强 （黄河水利委员会，河南郑州４５０００３） 摘要：介绍了目前黄河 麦汛灾害较为严重的宁蒙河段的凌情，分析了黄河凌汛险情成因和类型，从水库调度、应急分洪 区运用和冰塞冰坝破除等方面阐述了黄河凌汛险情应急处置的主要措施，提出建立完善的黄河防凌预报监测体系、加强 防洪防凌工程体系建设、合理运用应急分洪区等建议。 关键词：凌汛；险情；冰塞；冰坝；黄河 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００．１３７９．２０１１．０１．００３ 中图分类号：ＴＶ８７５；ＴＶ８８２．１ 黄河凌汛是黄河除泥沙外另一个复杂难治的问题，是我国 冬、春季节最突出、最主要的汛情。黄河冰凌在演变过程中常 表１ ２０００年以来宁蒙河段主要水文站河段冰厚特征值ｃｍ 常发生冰塞、冰坝等凌汛灾害，轻者淹没滩地村序、妨碍引水工 程的正常运行，重者破坏桥梁、水工建筑物，甚至破坏堤防、决 溢成灾。随着经济社会发展水平的提高，黄河凌汛灾害越来越 受到各界关注，如何提高黄河凌汛险情处置水平也更加受到 重视。 河曲河段上段为龙口一船湾，河道宽阔，弯道和河心滩多， １黄河凌情概况 黄河流域冬春季受西伯利亚冷空气影响，气候干燥寒冷， 年极端最低气温上游为一２５～一５３℃，中游为一２０一一４Ｏ℃， 常常冰凌滞留堆积；下段船湾一天桥电站，为峡谷河道，天桥电 站建成前不易封河，建库后年年封河。受气温、水文、河势等因 素影响，不同断面的冰情差异很大。１９９８年万家寨水库运用 前，该河段稳封起始日期在１１月２４日一ｌ２月２４日，河道封冻 长度约为７１ ｋｍ，平均冰厚为０．４～０．８５ ｍ；水库运用后，稳封 起始Ｈ期推迟到１月１２—２６ Ｈ，河道封冻长度缩短为６０ ｋｍ左 右，平均冰厚为０．１２～０．３５ ｍ。 黄河小北千流河段即禹门口至潼关河段，河道宽浅，主槽 下游为一１５～一２３℃。因此，黄河十流和支流部分河段在冬季 都会出现不同程度的冰情。每当初冬封河和初舂开河时，黄河 上游宁蒙河段、中游河曲和小北干流河段以及黄河下游河段等 都可能形成凌汛洪水，造成险情。 黄河上游宁蒙河段指从宁夏中卫县南长滩至内蒙古准格 尔旗马栅乡河段。宁蒙河段河流流向为自西南向东北，即从低 纬度流向高纬度，下游的气温往往低于上游，造成冬季下游封 淤积、摆动频繁，为游荡型河段。小北干流一般于每年的１１月 下旬或１２月初出现冰凌，次年２月中下旬冰凌消失。主要冰 情有岸冰、流冰花，少数年份局部出现封冻现象。初封时间多 发生在ｌ２月中下旬，少数年份可延迟到１月中旬，封冻期约为 １Ｏ～３０ ｄ，最多叮达４０ ｄ（如ｌ９７７—１９７８年度）。封冻河段主要 发生在龙门至夹马口河段，夹马口至潼关河段较少封冻。 河比上游早，而春季开河上游比下游先解冻，冰凌下泄不畅，容 易形成冰塞、冰坝，造成灾害。宁蒙河段流凌、封河一般首先出 现在三湖河口一头道拐区间，然后向上、下游延伸。据统计，宁 蒙河段流凌开始日期多年均值为１１月１７日，封河开始日期多 年均值为１２月１日，封河发展结束日期多年均值为１月４日。 黄河下游从河南荥阳市桃花峪到山东垦利县的人海口，河 道形态沿程差别较大，河道流向由西南向东北，上宽下窄，上段 宽浅散乱，下段狭窄多弯，封、开河期间易卡冰结坝，造成凌灾。 黄河下游多年平均流凌Ｈ期为ｌ２月２１ Ｈ，封了河日期为１月 ２ Ｈ，多年平均开河日期为２月２０ Ｈ。近３０ ａ来，在三门峡、小 浪底水库作用下，黄河下游封河很少延至高村以上。黄河下游 封河流量一般为１５０～２００ ｍ ／ｓ，２００２年小浪底水库运用以来 收稿日期：２０１０—０７－２５ 作者简介：滕翔（１９６７－－＿），男．河南项城人，高Ｏ／＿ｘ－程师，主要从事黄河防汛防 凌Ｉ作 Ｅ—ｍａｉｌ・１３５２３４０８６８Ｏ＠１６３．ＣＯＩｆｌｌ 内蒙古河段开河一般首先出现在二＿三湖河口以上，然后由上游向 下游发展。最早开河日期多年平均为３月４日，最晚开河日期 多年平均为３月２７日。宁蒙河段冬季封冻后冰厚不断变化， 最厚时一般超过５０ ｃｍ。统计表明，１９７０－－１９８９年内蒙古河段 最大冰厚为６４～８１ ｅｍ，历年最大冰厚为１０９ ｃｍ（出现在１９７６ 年的巴彦高勒和昭君坟附近河段）。２０００年以来宁蒙河段冰 厚特征值见表１。 黄河中游河段上自内蒙古托克托县的河口镇，下至河南省 荥阳市的桃花峪。其中河曲河段和小北干流河段为凌汛易发 河段。 ・６・ 人民黄河加强了封河期流量控制，封河流量有所增加，维持在３００ ｍ ／ｓ。 ２０１１年第１期 表２黄河内蒙古河段历年主要冰坝出现次数 地点 九店湾 杨盖补隆 乌前旗 渡口堂 但凌汛期流量偏小，气温忽高忽低，加上经常在凌汛期向外流 域调水，易引起流量的不稳定，也有产生凌汛灾害的可能。艾 冰坝出现年份 次数 ８ ４ ２ 鸟达（上、下） １９６２ １９６３ １９７２ １９７４ １９７５ １９７７ １９８０ ２００２ １９７４、ｌ９７９、１９８０、】９８１ １９５３、１９５５ 山以上河段封河概率小，结冰时冰盖厚度为１０～１５（３１１１；艾【ｌＪ一 利津河段多数年份出现流凌和封河，冰盖厚度为１５～３０ ｃｍ，易 产乍卡冰阻水；利津一人海口河段，有较长时『日】的稳封期，冰厚 一１９５８ １９６０ １９８３ ２００８ ２００９ １９５１、１９５２、１９９３ 般为３Ｏ～４０ ｏｌＴＩ，局部发生卡冰现象。 ． 西付家圪堵 昭君坟 三盛公 打不索台 １９５１、１９５３ ｌ９５３、１９５５、ｌ９５８ １９５５、１９７４ ｌ９５ｌ 冰凌的发生、发展及消融的演变过程主要取决于水文条 件、气象条件、河道走向与河道形态等因素。黄河上游宁蒙河 段和黄河下游ＬＬＩ东河段是发生凌汛灾害的主要河段，原因有３ 个方面：一是从南到北的河道流向造成下游先封河、卜游先开 河的不利封、开河形势．狭窄、多弯、坡缓、散乱的河道形态致使 冰凌排泄不畅；二是气温突变造成不利的封、开河形势和冰凌 冻融过程；三是流量的变化直接影响到冰凌冻融条件． ．２黄河凌汛险情类型 黄河凌汛险情主要有冰塞险情和冰坝险情两种类型。 ２．１冰塞险情 在流凌初封期，上游流凌密度增大，受上游来水与河道边 界条件的影响，在封冻冰盖前缘向上游发展的过程中，若遇到 水【ｆｌｉ比降由缓变陡，则大量冰花在水流作用下潜人冰盖下并在 冰盖下堆积形成冰塞。冰塞堵塞部分过水断面，降低断面过流 能力，壅高上游水位，造成淹没损失或堤防出险。在我国北方， 水库回水末端及河道中普遍存在冰塞现象。如宁夏中宁石空 至枣园河段在１９６７年冬至１９６８年春连续３次发生冰塞壅水， 冰塞体长１６ ｋｍ，冰盖厚０．４ ｎｑ，冰盖下冰花最厚达１ ｍ，冰塞最 高壅水位比畅流期相应水位高１．３ ｍ，造成凌灾。 ２．２冰坝险情 往开河期间，上游河段先开河，下游河段未开河或断续开 河，当流冰遇到冰质坚固未破裂的冰盖时，或通过河道狭窄、弯 曲、浅滩、冬季冰塞河段、水库回水末端等河段时，流冰在河道 内受阻，冰块上爬下插或挤压堆积而形成冰坝…。冰坝壅高水 化，严重时会形成漫滩和堤防决溢灾害。如２００８年３月１９日， 内蒙古杭锦淖尔芒哈图段卡冰结坝，冰坝长１ ０００ ｍ、宽３２０ ｒｎ、 商０．８ ｍ，壅水０．４ ｍ，造成凌灾；１９５５年１月下旬，当黄河下游 开河至Ｉｈ东利津河段时，大量冰凌迅速堆积形成冰坝，在２０ ｈ 内４０ ｋｍ河段冰水漫滩，３０ ｋｍ河段超过保证水位，冰坝壅水影 响河段长９０ ｋｍ，蓄水约２．１亿ｍ 。因水势汹涌，取土困难，料 物用 ，故利津五庄堤防决口，造成８０人死亡、１７．７万人受灾， 淹没耕地５．８７万ｈｍ ，倒塌房屋５ ３５５间。黄河内蒙古段历年 主要冰坝出现次数见表２。 ３黄河凌汛险情应急处置 黄河凌汛险情应急处置主要包括水库调度、应急分洪区运 片；以及冰塞、冰坝破除等。 ３．１水库调度 （１）水库调度在黄河防凌中的作用。实践证明，水库调度 足越河防凌工作的核心，是避免产生凌汛灾害的有效措施，在历 四科河头 ｌ９５９ 西柳匠圪堵 １９６ｌ 李五营子 １９７３ 年防凌减灾中发挥了重要作ｊｔｊ。尤其在易出现凌汛险情的开 河期，通过科学的水库调度，町有效地减小河道槽蓄水增量。是 规避凌汛险情的重要手段。 在黄河干流＿卜，龙羊峡、刘家峡、万家寨水库联合承担宁蒙 河段的防凌调度任务。万家寨水库（龙口水库配合）承担其库 区河段和黄河北干流河段的防凌调度任务。小浪底水库（西霞 院水库配合）承担黄河下游防凌调度任务。特殊情况下，三门 峡水库配合小浪底水库承担黄河下游的防凌调度任务。凌汛 期间，水库调度严格遵守“发电、供水服从防凌，防凌调度兼顾 供水和发电，实现水资源的优化配置和合理利用”的原则。 当黄河上游宁蒙河段处于封河前期时，通过科学调度刘家 峡、万家寨水库下泄流量，使宁蒙河段以适宜流量封河，保证封 河后水流能从冰盖下安全下泄，防止产生冰塞造成灾害；宁蒙 河段封河期时，使刘家峡水库出库流量均匀变化，主要目的是 减少河道槽蓄水量，稳定封河冰盖，为宁蒙河段顺利开河提供 有利条件；在宁蒙河段开河期，适度减少刘家峡水库下泄量，防 止“武开河”。同时降低万家寨水库库水位，以利于冰凌下泄， 保证凌汛安全。 凌汛期间要求万家寨、龙口与天桥水库泄流均匀、平稳，避 免忽大忽小，以保证天桥库区和黄河北干流河段的防凌安全。 小浪底水库是调节下游河道流量、确保下游防凌安全的关 键性工程，通过小浪底水库及其配套工程两霞院水库的联合运 用，可满足花园口凌期流量要求。 （２）水库调度存在问题。目前，黄河防凌重点在宁蒙河段， 上游刘家峡水库距离内蒙古三湖河口水文站约１ １４０ ｋｍ，上游 水库的调节运用难以满足应对突发险情的要求 。新建海渤 湾水库在开河关键期可发挥一定的作用，但库容较小，不能从 根本上解决内蒙古河段的凌汛问题。随着宁蒙河段主槽河床 逐年淤积抬升，防凌压力在逐年加大。 ３．２应急分洪区运用 （１）应急分洪区现状。当凌汛期河道槽蓄水增量比较大且 封冻河段较长时，一旦遇上不利的气温条件，就可能产生冰塞、 冰坝，引发凌汛灾害。鉴于凌汛灾害发生地点的不确定性，在 沿岸建立应急分洪区分水减凌尤为重要 。日前在内蒙古沿 黄河两岸共布设了６处应急分洪区：①河套灌区及乌梁素海分 洪区，利用三盛公水利枢纽，通过总干渠、沈乌干架及８条输水 干渠分引黄河凌水，向乌梁素海及灌 周边一些小型湖泊分滞 ・一７・ 人民黄河洪水，最大分洪量为１．６１亿１１０ ，其中乌梁素海分洪１．０５亿 ２０１１年第１期 （２）河道破冰存在的问题。对于经常采用的飞机投弹破冰 排凌技术，虽然在防凌抢险中发挥了积极作用，但航空本 ｍ ；②乌兰布和分洪区，位于黄河左岸巴彦淖尔市磴口县粮台 乡境内，面积为２３０ ｋｍ ，最大分洪量为Ｉ．１７亿ｎｌ ：③杭锦淖尔 分洪区，位于黄河右岸鄂尔多斯市抗锦淖尔乡境内，面积为 身是以弹片作为杀伤性武器的，用于破冰排凌不是很科学，无 论从爆破理论方面，还是从施爆介质方面，均不符合爆破工程 学原则，属无控爆破。飞射的弹片不仅严重威胁周边环境及附 近水利电力设施安全，而且能量局部高度集中的重磅还将 ４４．０７ ｋｍ ，最大分洪量为８ ２４３万Ｉ１１ ；④蒲圪卜分洪区，位于 黄河右岸鄂尔多斯市达拉特旗恩格贝镇境内，面积为ｌ３．７７ ｋｍ。最大分洪量为３ ０９０万ｍ ；⑤昭君坟分洪区，位于黄河右 ，损坏河床，改变河道形态。另外，重磅所产生的强大爆炸 震动还极易引起岸堤滑坡。在河道狭窄、拐弯以及在水工建筑 岸内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗昭君镇境内，面积为１９．９３ ｋｍ ， 最大分洪量为３ ２９６万ｍ ；⑥小白河分洪区，位于黄河左岸包 头市稀土高新区万水泉镇和九原区境内，面积为１１．７７ ｋｍ ，最 物附近等冰坝极易形成之处，很难实施准确的空中投弹作业， 同时无论是飞机投弹还是地面炮击均受天气制约。 大分洪量为３ ４３６万ｍ 。其中河套灌区及乌梁素海分洪区、乌 兰布和分洪区负责黄河内蒙古全河段的防凌任务；杭锦淖尔、 蒲圪Ｉ－、昭君坟和小白河分洪区负责相关河段的应急防凌任 务。在紧急情况下，利用应急分洪区消减洪峰，分蓄冰凌洪水， 增加了凌汛险情处置的手段。 （２）应急分洪区运用时机。各分洪区分洪量并不大，如果 提前分洪占用了有限的分洪容积，那么出现冰塞、冰坝险情时 无法分滞更多的洪水，分洪区就失去了应有的作用。因此，分 洪区的运用时机很关键。 ３．３冰塞冰坝破除 （１）冰塞冰坝破除现状。当河道内出现冰塞、冰坝或预报 冰凌可能堵塞河道时，需要对冰凌实施破除，目前国际上采取 的破冰手段主要有机械式破冰和爆破破冰，我国较多采用爆破 破冰的方式。 按照使用材料的不同，爆破破冰可分为炸药破冰和炮弹破 冰两种方式。 炸药破冰是针对有足够厚度、整体性好的未活动冰体，在 具备安全条件下，采用爆破人员上冰打孔装药爆破的方式；或 采用抛射爆破，利用专门抛射器将炸药抛到冰上爆破；还可将 炸药抛到卡冰段的上游，使水流将药包带到冰下延时爆破。 ２００９年，内蒙古开展了利用气垫船作为交通工具，在冰下投放 炸药包进行炸冰的试验。从实践情况看，炸药破冰只适用于有 条件作业的、规模较小的卡冰，对冰塞和冰坝破除时机和效果 难以把握。 炮弹破冰按照投弹方式的不同可分为飞机轰炸破冰和地 面炮击两种形式。飞机轰炸破冰的药量足，在重力作用下 穿过冰层在水下爆炸，震动波及面大，破坏力强，主要用于冰 塞、冰坝已形成的阶段。过去很长一个时期，采用小型迫击炮 密集射击进行破冰，对小的卡冰起到一定的作用。从２００８年 起，在内蒙古河段开始使用相对大口径的火炮，作用比较明显。 大口径火炮较空军投弹威力要小一些，但只要命中指定部位， 轮番炮击，可以破除一定规模的冰坝。地面炮击在常年易发生 冰凌阻塞河段提前破冰，可起到较好的效果。 ・８・ ４建议 （１）尽快建立完善的黄河防凌预报监测体系，有效提高凌 汛险情应急处置水平。如果凌情预报监测工作跟不上，不能及 时发现冰塞冰坝，那么将贻误战机，浪费宝贵的破冰和抢险时 间。 （２）为使防凌工作有序、有效、有力的进行，应认真完善防 凌预案，切实发挥预案的指导作用，加强预案演练，有效提高防 凌预案的针对性和可操作性。 （３）尽快开工建设大柳树水利枢纽工程，进一步完善防洪 防凌工程体系。这样既可改善河道水沙条件，减缓河床萎缩趋 势，扭转因龙羊峡、刘家峡水库汛期蓄水而使下游造床流量减 小、加重下游淤积的不利局面，又可完善防洪防凌调度的 手段，有效解决宁蒙河段的防凌问题。 （４）进一步完善应急分洪区运用预案，充分把握应急分洪 区的运用时机。 （５）分析极端天气、夜间、水下等特殊情况下爆破器材运 输、储存、安置、引爆等作业的实施方法，研究通过人工干预手 段预先开河的时机和技术；在桥梁、工程附近等不易实现爆破 破冰河段，采用机械式破冰；研究新型融冰破冰技术，在不破坏 任何景观设施的情况下疏通冰凌堵塞的河道，避免壅水造成灾 害。 总之，以完善的应急预案和预报监测工作为基础，通过水 库的科学调度、应急分洪区的有效运用、冰塞冰坝的及时破除， 黄河凌汛险情才能够得到及时有效的处置，减轻凌汛造成的灾 害损失。 参考文献： ［１］可素娟，王敏，饶素秋．黄河冰凌研究［Ｍ］．郑州：黄河水利出版牡，２００２． ［２］滕翔黄河防凌对策［Ｃ］／／尚宏琦，骆向新．第四届黄河国际论坛论文集．郑 州：黄河水利出版社，２０１０． ［３］ 蔡琳．中国江河冰凌［Ｍ］．郑州：黄河水利出版社，２００８． 【责任编辑张华岩】
