小浪底水库运用后黄河下游防凌问题分析

黄河下游属于不稳定封冻河段, 凌情变化复杂, 在历史上曾以决口频繁难以防治而著称.小浪底水库投入运用后, 凌情有很大程度减轻.但由于凌汛的发生带有很大的突发性,冰塞、冰坝难以预测, 加之河道持续淤积萎缩, 弯道和浮桥众多, 影响凌汛的热力因素无法控制等, 黄河下游防凌仍将是长期任务, 今后防凌工作还有许多问题需重点研究.     

我国江河湖海的冰情研究

我国北纬25度以北的江河湖海,冬季都有冰情现象发生。每年经常出现冰情的地区,主要在北纬30度以北16个省(区)和渤海、黄海北部。江河冰情的出现日期,南北相差很大,大约初冰日期相差三个月,终冰日期相差四个月。冰期南部一个月,北部长达八个月。封冻开始日期相差两个月。解冻日期相差四个月。封冻历时南部不到一个月,北部长达六个月。冰盖的厚度与封冻历时有关,历时最长的大兴安岭地区,一般在1.5m,黄河内蒙河段为0.8m左右,黄河山东河段只有0.4m左右。 河冰危害是多方面的,可以阻碍航运、发电、供水、破坏桥梁和沿岸建筑物,而最     

建立黄河下游冰情数学模型优化三门峡水库防凌调度的研究

本论述了黄河下游冰情特征、凌汛灾害、防凌措施及应用冰精数学模型优化三门峡水库防凌调度的研究。黄河下游属于不稳定封冻河段，有的年份，三封三开，约有十分之一的年份不封河，冰情变化非常复杂。本根据热量平衡原理及水力学理论，结合实际经验，建立了一个冰情数学模型，用来进行冰情预报和优化三门峡水库防凌调度。经实测资料检验，结果比较满意。     

黄河下游凌情特征及变化

黄河下游冰情的基本特点和规律是:冬季有的年份封冻,有的年份不封冻;下游下段河道流凌封冻日期早,融冰、开河日期晚,封冻历时长,冰盖厚冰质坚;上段河道流凌封冻日期晚,融冰、开河日期早,封冻历时短,冰盖薄冰质酥。冰凌洪水特点是流量小,水位高且上涨快;凌峰流量自上而下沿程逐渐增大。近20年来,由于黄河下游河道水量大幅度减少,甚至发生连年断流,冬季气温持续偏高,加上水库调度等因素的共同影响,引起了凌情的相应变化。这些变化主要表现为:封开河日期提前,封河长度缩短、封冻冰量和槽蓄水量减少,冰塞冰坝发生次数减少,不封冻年频率增加等。     

黄河内蒙古河段河道冲淤演变与凌情响应机制

黄河上游内蒙古冲积性河道凌汛问题突出,研究河道冲淤演变与凌情响应机制可为该河段防凌减灾提供技术支持。根据内蒙古河段凌情、河道冲淤演变资料,分析凌情变化表征指标及与之密切相关的河道冲淤演变特征指标,研究河道冲淤演变特征指标与凌情变化表征指标的响应关系。结果表明:河道冲淤演变的特征指标平滩流量与凌情表征指标冰下过流能力、槽蓄水增量关系密切,冰下过流能力为平滩流量的1/5左右,随着平滩流量减小而减小,而槽蓄水增量随着平滩流量的减小而增大,有利内蒙古河段防凌的平滩流量宜不小于2 000 m3/s,槽蓄水增量宜不超过14亿m3。本研究成果可为内蒙古河段冰凌灾害防治提供参考。     

海勃湾水库的防凌作用及对凌情的影响

分析了海勃湾水库运用对黄河内蒙古河段的防凌作用及对凌情的影响。结果表明:海勃湾水库的运用使内蒙古河段流量适时调节能力增强,封河流量控制得更加精准,开河关键期进一步控制下泄流量,减少"武开河"风险;出库水温提高,海勃湾-巴彦高勒河段成为不稳定封冻河段,冰量减少,凌情减轻。受出库水温影响,内蒙古河段流凌和封河条件改变,同等动力及河道条件下,流凌封河要求的累积负气温更低,降温强度更强。分析成果可以为该河段冰情预报和黄河防凌决策提供参考。     

黄河内蒙古段冰凌形成机理及凌汛成因分析研究

本文着重分析研究黄河内蒙古段冰凌形成杌理、冰情演变及凌汛成因.文中系统分析了黄河内蒙古段的冰情演变过程的四个时期,即由冰晶形成至产生大量冰凌的成冰期;由凌块封冻至盖面冰层增至最厚的结冰期:冰层开始融化至解冻前的融冰期和解冻开河至冰凌消失的消冰期.分析研究了影响凌汛成因的热力、动力和河势三大作用因素.使河水成冰又由冰融化成水的热量交换作用的因素,包括太阳辐射热、水温、气温、风、降水量、空气中的湿度:水位的抬升以至流速的变化等水流作用,均为动力因素;河道的特性影响为河势因素,通过分析研究,便于指导防凌实践,使防凌工作更加科学合理.     

伊敏河解冻日期预报方法的探讨

伊敏河发源于大兴安岭北坡,位于东经119°10′～120°01′,北纬47°40′～49°05′;流域面积22516km~2,河长359.4km。冬季严寒而漫长,冰期一般从10月下旬开始至翌年4月中、下旬结束,封冻天数约150天,最长可达185天。河心冰厚在1.5m左右,最大冰厚可达1.86m。由于河道流向由南向北,每年解冻耐自上而下,均形成不同程度的凌汛,时有凌汛灾害发生。     

黄河内蒙古段凌洪灾害及防凌减灾对策

黄河内蒙古段由于特写的地理位置和水文气象条件，决定了每年都发生凌汛。流凌封冻溯源而上，解冻开河则由上而下，冰水汇流，卡冰结坝而造成凌洪灾害。１９６８年上游刘家峡水库建成，调节了水量，热量，内蒙古段河床逐年淤积抬升。过流能力明显下降，凌洪灾害逐年增加。因此防治凌害，主要应采取加固提防，整治河道，加强冰情预报，合理运用水库调度和局部破冰措施，并尽快在内蒙古段修建海渤湾水库，才能有效地减轻凌洪灾害。     

万家寨水利枢纽对上下游冰情影响的分析研究

发生冰塞和冰坝要具备物质、动力及边界三个条件。黄河中游上段河道比降大，河道不完全封冻，当该河段的万家寨水电站建成后，库区将封冰，为冰塞及冰坝的发生提供了边界与动力条件，大大增加了特殊冰情发生的机率。经分析计算，冰塞的回水淹没影响超过正常的淹没赔偿线１．２ｍ；冰坝壅水将高出２０年一遇洪水位，回水长度达５０余ｋｍ，如果水库运用不当，其影响更大。万家寨水电站建成后，下游的天桥电站的冰情可大大改善，电站可     

海勃湾水库用于黄河内蒙古河段防凌作用的研究

黄河内蒙古河段冰期一般在冬季封河期和春季开河期０容易出现严重凌情,造成灾害。故良好的封河形势和开河形势是避免凌灾发生的重要条件,自１９６８年刘家峡水库运用以来,黄河内下河段凌情已大有缓解。但是,由于有峡水库距黄河内下河段较远。对河道凌情变化反应不够灵敏。因此,一些年份仍有较为严重的凌灾发生。在分析黄河内蒙古河段封、开河形势特点的基础上,深入研究了海勃湾水库用于该段春季防凌调度的作用和能力,为黄河内     

黄河内蒙古河段防凌防洪需求初步研究

龙羊峡、刘家峡水库投入运行以后,黄河内蒙古河段的防凌防洪形势依然非常严重,凌洪灾害时有发生.分析其原因,除了内蒙古河段自身的地理条件和气候因素外,水沙关系严重失调,水流输沙能力下降,主河槽持续淤积,过流能力降低也是重要原因.本文从分析龙羊峡、刘家峡水库运行前后内蒙古河段的凌汛特点、水沙条件变化规律入手,比较全面地分析了黄河内蒙古河段的防凌需求和防洪需求,并初步提出了内蒙古河段的防凌防洪总库容.     

长江下荆江段分形学特征与河道演化

采用盒数维法对长江下荆江各不同时期河道岸线的分形学特征进行探讨。研究表明,下荆江河道岸线的盒数维介于1078~123之间,较黄河、海河、滦河等河流的维数要小,相当于黄河下游和长江下游平原区的维数,反映出下荆江河段是高成熟度的河段。这与长江中游地区的其他河段不相称,可能是由江汉-洞庭湖平原长期沉降所造成。河道裁弯之后,河道岸线由复杂变简单,分维数显著减少。裁弯取直事件发生在分维数值为119~123之间,即分维数可作为河道突变事件发生的一个预警参数。     

黄河内蒙古段头道拐断面冰期水流特征及其对气候变化与人类活动的响应

利用最新冰凌观测数据,分析了1960年以来黄河内蒙古段头道拐断面冰期流量特点及其影响因素.结果表明：头道拐断面小流量持续时间的年际变化具有明显的阶段性特征,1960-1967年、1968-1985年和1986-2010年小流量平均持续天数分别为68 d、17 d和37 d.气候变化和人类活动是影响小流量过程的主要因素,气候变化通过影响冰盖厚度和冰花堆积来影响封冻河段流量过程;河道冲淤演变则是冰期流量过程和槽蓄水增量长期变化的重要原因;刘家峡水库调度直接影响着内蒙古河段的流量过程. 最近10 a来,凌汛期气温变化剧烈,上游来水有所减少,河道淤积更加严重,河道工程增多是黄河头道拐断面小流量持续天数延长的主要原因.     

黄河下游河道衰亡的启示

从黄河下游河道形成、淤积和改道的历史及其所处地质环境的分析,指出现行河道终将改道的必然趋势、改道后的可能去向、可能发生决口改道的河段以及局部改道的设想。     

黄河下游河道改道问题探讨

本文从黄河下游华北沉降盆地的基底构造,河沙淤积、地貌形态特征诸方面论述了黄河下游河道改道的必然性,指出黄河下游决堤改道的危险河段在河南、重点花园口至高村河道段。为了防止黄河河道失控,避免决堤改道造成巨大经济损失,提出了黄河下游局部改道（花园口一张庄闸人工造黄河河道）的设想,对黄河下游防洪治河具有重要的实际意义。     

黄河内蒙段河道冲淤量与水沙输移过程的关系分析

根据1952～2003年黄河内蒙古河段实测断面资料分析,天然状态下该河段均处在淤积状态,青铜峡、三盛公水库建成运行初期水库蓄混排清,不同的水沙组合使河道有冲有淤,青铜峡水库蓄满失去蓄混排清功能后,河道又长期处在淤积状态。河道冲淤量与来水量、来沙量的线性组合高度相关,表明该河段冲淤量与河道的水沙组合有直接的因果关系,由此建立了计算河道冲淤量的数学模型。来沙系数是判断河道冲淤变化的关键指标,实测资料分析表明:来沙系数小于或等于0.005时河道发生冲刷,来沙系数在0.005～0.009之间时河道有冲有淤,来沙系数大于0.009时河道发生淤积,来沙系数大于0.015时淤积量趋于稳定,且以1.0为渐近线。     

黄河大禹渡至稠桑河段裁弯流路及工程布置研究

黄河三门峡库区大禹渡至稠桑河段2002年发生自然裁弯后,河道长度缩短9km,为防止该河段再次形成"Ω"形河湾,维持或扩大自然裁弯的效果,减缓潼关高程的抬升,拟尽快开展河道治理,实施裁弯工程.本文详细介绍了裁弯工程流路及治导线规划方案.     

松花江白山河段冰情数值计算及分析

根据水动力学、河流动力学、热力学、河冰水力学及固体力学等原理,针对松花江上游白山河段具体特征,建立了河冰数学模型,并应用有限差分计算方法,对白山河段冬季冰情演变进行了精确模拟。应用该河段1958-1973年共15年完整的地形、气象、水文、热力、冰情等原型观测资料,分别进行了模型参数率定及冰情数值模拟。研究结果表明:白山河段的封冻首先开始于白山坝址下游4 km的大崴子河段,然后封冻边缘逐渐上溯,最终到达松14断面;计算的白山河段冰花堆积体外形与河床纵剖面呈相似趋势;各种水力及冰情要素的数值计算结果和实测值吻合较好,所建立的数值模型能较好地模拟该河道的冰情。研究结果对东北地区河流冬季冰情研究及冰害防治具有一定的借鉴意义。     

2016～2017年凌汛期黄河内蒙河段快速封河的天气成因分析

利用常规观测资料,对2016年11月20~23日内蒙河段强降温天气过程进行诊断分析。结果表明:造成这次快速封河的强降温天气过程,与贝湖附近的横槽转竖密切相关。500h Pa上由里海到西西伯利亚平原上空有高压脊强烈发展,脊崩溃是横槽转竖及强冷空气向南爆发的预报着眼点。随着高空横槽转竖并南下,从地面冷高压主体分裂出来的小高压不断东移南下影响内蒙河段。低层冷槽在移动过程中不断加强,并在偏北风急流作用下产生强冷平流,加剧了内蒙河段的温度梯度,共同造成了本次内蒙河段强冷空气天气过程。当北西伯利亚低地出现大量冷空气堆积,且有典型天气形势配合冷空气活动时,要考虑内蒙地区将有强降温过程;如遇内蒙河段河道流量较小,在沿河各站48h降幅达到寒潮标准,最大降幅在14℃以上时,要考虑内蒙河段从流凌到封河的历时将会较短。