水利工程論文-黃河下游凌汛成因及防御措施摘要：黃河凌汛災害是黃河下游嚴重的自然災害之一，歷史上曾以頻繁決口、難以防治而著名。黃河下游河道上寬下窄，彎曲連綿，險工、控導交錯對峙，容易形成冰塞、冰壩的河段較多。人民治黃以來，黨和政府十分關心黃河的治理，多次加高加固黃河堤防，興建河道整治工程，修建水庫和南、北展寬區等分滯洪工程，特別是1998年長江大水之后，國家加大了黃河治理力度，按照2000年設防標準，加高、加固兩岸堤防，加修、改建了許多河道整治工程和病險涵閘，近期又進行了標準化堤防建設，將黃河堤防建成“防洪保障線、搶險交通線、生態景觀線”，防洪工程的抗洪能力大大增強。防洪非工程措施也隨著國家法律、法規的逐步健全和科技水平的不斷提高而逐步完善。關鍵詞：黃河凌汛成因防御措施1概況黃河凌汛災害是黃河下游嚴重的自然災害之一，歷史上曾以頻繁決口、難以防治而著名。黃河下游河道上寬下窄，彎曲連綿，險工、控導交錯對峙，容易形成冰塞、冰壩的河段較多。人民治黃以來，黨和政府十分關心黃河的治理，多次加高加固黃河堤防，興建河道整治工程，修建水庫和南、北展寬區等分滯洪工程，特別是1998年長江大水之后，國家加大了黃河治理力度，按照2000年設防標準，加高、加固兩岸堤防，加修、改建了許多河道整治工程和病險涵閘，近期又進行了標準化堤防建設，將黃河堤防建成“防洪保障線、搶險交通線、生態景觀線”，防洪工程的抗洪能力大大增強。防洪非工程措施也隨著國家法律、法規的逐步健全和科技水平的不斷提高而逐步完善。小浪底與三門峽水庫聯合運用，可有效調節下游河道流量，減輕黃河下游凌汛災害，但河道主槽逐年淤積抬高，“二級懸河”的不利局面進一步加劇，局部河段仍不斷發生凌汛災害，應引起各級各部門的高度重視，凌汛期要密切注視凌情變化，采取一切措施，將凌災的損失降低到最低限度。2凌汛的成因黃河下游是一個不穩定的封凍河段，據統計，1950-2004年的55年間，山東河段有48年封凍，8年出現較嚴重凌情。黃河下游凌汛是由河道所處的地理位置決定的，除上游水庫下泄流量控制不當、涵閘引水等人為因素外，主要是氣溫、水溫、流量和河道形態等因素綜合作用的結果。2.1氣溫河道冰凌是低氣溫的產物，氣溫變化是造成凌汛的重要因素。黃河下游河道呈西南東北流向，上首位于北緯34度50分，黃河入海口位于北緯38度00分，上下相差3度10分。氣溫的變化使上段河道冷得晚，回暖早，負氣溫持續時間短；下段河道冷得早，回暖晚，負氣溫持續時間長。沿程緯度不斷變化，造成氣溫“上暖下寒”，上游河段的氣溫明顯高于下游河段氣溫，決定了黃河下游河段先封河后解凍的特性。當氣溫轉暖升高時，上段河道先解凍，下段河道還處于固封狀態，上段已解凍的冰水流至處于固封狀態的下段，卡冰結壩造成凌汛。2.2水溫氣溫對凌汛的影響是通過水溫的變化體現出來的，冬季氣溫上暖下寒，溫差較大，上段河道封凍晚、開河早、冰層薄、封凍時間短，下段河道封凍早、開河晚、冰層厚、封凍時間長，在上段冰層解凍開河、冰水齊下時，下段冰層仍較堅固，容易導致冰凌阻塞，嚴重時形成冰壩，致使河道水位迅速上漲，形成嚴重凌洪。2.3流量黃河下游封凍期流量較小，封凍冰蓋較低，冰下過流能力小，封凍后，河槽內增加的槽蓄水量大部分積存在寬河道內，當上游河段因氣溫升高或流量增加時，冰下蓄水量自上而下沿程釋放，流量逐漸增大，加上下游河道狹窄，因氣溫差異開河較晚，在上游來水的動力作用下，迫使冰蓋上漲，容易形成水鼓冰開的“武開河”，致使水位陡漲，形成冰壩，壅高水位，漫灘偎堤造成嚴重的凌汛災害，對黃河下游防凌十分不利。2.4河道形態黃河下游河道上游寬淺散亂，下游狹窄多彎，封河、開河期間極易出現冰凌卡塞，形成冰塞、冰壩，造成凌汛災害。主要表現在：艾山窄河段，該河段有黃河下游河道最窄的艾山卡口，險工與山體對峙，河寬僅275m，河道窄，彎道多，排冰能力小，易卡冰阻水；河道急轉彎或連續轉彎處，如河段呈“L”形、“S”形，流冰經過這些河段時，主流頂沖凹岸后，急轉90度，或連轉數彎下泄，很容易在彎道處卡冰壅水，形成冰壩。3凌汛的危害及影響因素3.1凌汛的危害凌汛成因的復雜性和表現的特殊性決定了黃河凌汛的危害性，河道封凍后，阻攔了部分上游來水，使河槽的蓄水量不斷增加，水位上漲，解凍開河時，部分被攔蓄的水量急劇釋放出來，向下游推移，沿途冰水增多，形成凌峰。凌峰自上而下傳播時往往是一個遞增的過程，凌汛期的水位由于冰凌施加水流的阻力作用，相同流量的水位比無冰期高。凌情嚴重年份，局部河段水位壅高，造成灘區漫灘，堤防出現坍塌、管涌、滲水等險情，甚至發生決口。凌汛洪水雖不如主汛期洪水量大，但在水流的動力作用下，對河道、堤防工程具有極大的破壞作用。3.2凌汛的影響因素3.2.1黃河下游從八十年代初至今已連續發生二十多年的暖冬天氣，近幾年異常天氣、極端氣候頻繁出現，冬季氣溫可能由暖轉冷。3.2.2小浪底水庫能有效控制下泄流量，但黃河下游冬季引水量明顯增大，且受天氣影響引黃流量變幅較大，易引起大河流量驟變。凌汛期既要確保防凌安全，又要保證引黃水量。如遇強冷空氣侵襲，引黃渠道極易發生卡冰，甚至發生渠道決口，一旦停止引水，將導致黃河流量陡增，有可能引發“武開河”，甚至出現局部漫灘，發生凌災。3.2.3黃河下游河道狹窄彎曲，易卡冰壅水的邊界條件并未改變，近年來黃河下游河道淤積嚴重，“二級懸河”的不利局面進一步加劇，排洪能力下降，漫灘幾率增加，一旦凌水漫灘，不僅灘區群眾損失巨大，也將危及堤防安全。3.2.4黃河凌情復雜。黃河凌汛受氣溫、流量、引水、河道邊界條件等多種因素影響，變化十分復雜。黃河冰凌運動規律尚未完全掌握，凌災發生的時間、地點等還不能準確預測。防凌信息化建設仍不能滿足黃河防凌的需要。3.2.5防洪工程存在一些薄弱環節。臨黃堤存在不少險點、險段，部分新修工程沒有經過洪水考驗，險工、控導工程易出現根石走失、坦石下蟄等險情。南、北展寬區，東平湖滯洪區分水分凌受各方面條件的限制，實施難度較大。3.2.6防凌搶險難度大。凌汛期間，天寒地凍，取土困難，對防守和搶險十分不利，特別是冰水偎堤后，一旦出現險情，許多搶險方法、搶險措施難以實施，致使險情不能得到有效控制而造成較大災害。4防凌措施凌汛的防治措施是在認識冰凌演變規律的基礎上不斷提高的，在實踐的基礎上，人們逐步認識到凌汛危害的主要原因是水不是冰。隨著防凌工程的不斷增加，防凌措施在理論和實踐中逐步得到改進，對保證凌汛安全將起到很大的作用。4.1明確防凌責任堅強有力的領導是確保防凌勝利的首要條件，黃河防凌工作實行行政首長負責制，各級政府和有關部門要把防凌當作一項重要工作來抓，統一指揮，分級分部門負責，逐級簽訂責任書，及時抓好檢查落實。當發生重大險情、分滯凌洪或實施冰凌爆破時，各級防指視情派工作組赴現場進行指導，按照各自的責任分工開展工作，從隊伍建設、物料儲備、工程防護、凌汛觀測、遷安救護及凌汛搶險等方面采取措施，做好冰凌測報工作，準確、及時地提供觀測數據，搞好防凌準備工作，對確保防凌安全將起到重要作用。4.2加強防凌隊伍建設黃河防凌隊伍由黃河防汛搶險專業隊伍、群眾隊伍、人民解放軍和武警支援黃河防凌部隊三部分組成，實行專業隊伍和群眾隊伍相結合，軍民聯防。黃河專業隊伍由黃河職工組成，是防凌的技術骨干力量，擔負著水情與工情測報、通信聯絡、冰凌觀測、冰凌爆破、工程防守與搶險和群眾隊伍防凌搶險技術指導等任務。群眾防凌隊伍是黃河防凌的主