水利工程論文-黃河下游凌汛成因及防御措施.doc

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(zāi)害是黃河下游嚴(yán)重的自然災(zāi)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(dǎo)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(guān)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(qū)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(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化堤防建設(shè)，將黃河堤防建成“防洪保障線、搶險交通線、生態(tài)景觀線”，防洪工程的抗洪能力大大增強(qiáng)。防洪非工程措施也隨著國家法律、法規(guī)的逐步健全和科技水平的不斷提高而逐步完善。關(guān)鍵詞：黃河凌汛成因防御措施1概況黃河凌汛災(zāi)害是黃河下游嚴(yán)重的自然災(zāi)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(dǎo)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(guān)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(qū)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(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化堤防建設(shè)，將黃河堤防建成“防洪保障線、搶險交通線、生態(tài)景觀線”，防洪工程的抗洪能力大大增強(qiáng)。防洪非工程措施也隨著國家法律、法規(guī)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(lián)合運(yùn)用，可有效調(diào)節(jié)下游河道流量，減輕黃河下游凌汛災(zāi)害，但河道主槽逐年淤積抬高，“二級懸河”的不利局面進(jìn)一步加劇，局部河段仍不斷發(fā)生凌汛災(zāi)害，應(yīng)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(zāi)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(wěn)定的封凍河段，據(jù)統(tǒng)計，1950-2004年的55年間，山東河段有48年封凍，8年出現(xiàn)較嚴(yán)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(dāng)、涵閘引水等人為因素外，主要是氣溫、水溫、流量和河道形態(tài)等因素綜合作用的結(jié)果。2.1氣溫河道冰凌是低氣溫的產(chǎn)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(fù)氣溫持續(xù)時間短；下段河道冷得早，回暖晚，負(fù)氣溫持續(xù)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(dāng)氣溫轉(zhuǎn)暖升高時，上段河道先解凍，下段河道還處于固封狀態(tài)，上段已解凍的冰水流至處于固封狀態(tài)的下段，卡冰結(jié)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(xiàn)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(dǎo)致冰凌阻塞，嚴(yán)重時形成冰壩，致使河道水位迅速上漲，形成嚴(yán)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(nèi)增加的槽蓄水量大部分積存在寬河道內(nèi)，當(dāng)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(yán)重的凌汛災(zāi)害，對黃河下游防凌十分不利。2.4河道形態(tài)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(xiàn)冰凌卡塞，形成冰塞、冰壩，造成凌汛災(zāi)害。主要表現(xiàn)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(zhuǎn)彎或連續(xù)轉(zhuǎn)彎處，如河段呈“L”形、“S”形，流冰經(jīng)過這些河段時，主流頂沖凹岸后，急轉(zhuǎn)90度，或連轉(zhuǎn)數(shù)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(fù)雜性和表現(xiàn)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(yán)重年份，局部河段水位壅高，造成灘區(qū)漫灘，堤防出現(xiàn)坍塌、管涌、滲水等險情，甚至發(fā)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(xù)發(fā)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(xiàn)，冬季氣溫可能由暖轉(zhuǎn)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(qiáng)冷空氣侵襲，引黃渠道極易發(fā)生卡冰，甚至發(fā)生渠道決口，一旦停止引水，將導(dǎo)致黃河流量陡增，有可能引發(fā)“武開河”，甚至出現(xiàn)局部漫灘，發(fā)生凌災(zāi)。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(yán)重，“二級懸河”的不利局面進(jìn)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(qū)群眾損失巨大，也將危及堤防安全。3.2.4黃河凌情復(fù)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(fù)雜。黃河冰凌運(yùn)動規(guī)律尚未完全掌握，凌災(zāi)發(fā)生的時間、地點等還不能準(zhǔn)確預(yù)測。防凌信息化建設(shè)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(huán)節(jié)。臨黃堤存在不少險點、險段，部分新修工程沒有經(jīng)過洪水考驗，險工、控導(dǎo)工程易出現(xiàn)根石走失、坦石下蟄等險情。南、北展寬區(qū)，東平湖滯洪區(qū)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(xiàn)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(zāi)害。4防凌措施凌汛的防治措施是在認(rèn)識冰凌演變規(guī)律的基礎(chǔ)上不斷提高的，在實踐的基礎(chǔ)上，人們逐步認(rèn)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(jìn)，對保證凌汛安全將起到很大的作用。4.1明確防凌責(zé)任堅強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)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(fù)責(zé)制，各級政府和有關(guān)部門要把防凌當(dāng)作一項重要工作來抓，統(tǒng)一指揮，分級分部門負(fù)責(zé)，逐級簽訂責(zé)任書，及時抓好檢查落實。當(dāng)發(fā)生重大險情、分滯凌洪或?qū)嵤┍璞茣r，各級防指視情派工作組赴現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)，按照各自的責(zé)任分工開展工作，從隊伍建設(shè)、物料儲備、工程防護(hù)、凌汛觀測、遷安救護(hù)及凌汛搶險等方面采取措施，做好冰凌測報工作，準(zhǔn)確、及時地提供觀測數(shù)據(jù)，搞好防凌準(zhǔn)備工作，對確保防凌安全將起到重要作用。4.2加強(qiáng)防凌隊伍建設(shè)黃河防凌隊伍由黃河防汛搶險專業(yè)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(yè)隊伍和群眾隊伍相結(jié)合，軍民聯(lián)防。黃河專業(yè)隊伍由黃河職工組成，是防凌的技術(shù)骨干力量，擔(dān)負(fù)著水情與工情測報、通信聯(lián)絡(luò)、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(shù)指導(dǎo)等任務(wù)。群眾防凌隊伍是黃河防凌的主