凌汛期水库的优化调度

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1、凌汛期水库的优化调度-水利治理一、黄河冰情及冰情影响因素　　冰情是高纬度河流上的一种水文现象。在我国北纬３０°以北的河流冬季常常出现封冻现象，如黄河、松花江、黑龙江等。黄河由于地理位置特殊，冰情不同于其它河流，凌灾严重，凌汛驰名中外。　　按照冰情发展，一般分为流凌及初封期、封冻期、开河期。黄河的上、中、下游许多河段都有冰情现象，其中宁夏、内蒙古河段（以下简称宁蒙河段）和下游河段的河道是由低纬度流向高纬度，凌情最为严重。由于这两段河流从低纬度流向高纬度，纬度差均为３°以上，在封河时，下段温度低先封河，而上段处于流凌状态还未封河，上段流凌输送至下段受到阻塞，易形成冰塞；在开河时上段

2、先开河，而下段还处于封冻状态，上段大量流冰到达下段易形成冰坝。冰塞或冰坝堵塞河槽，壅高水位，形成漫溢或决口，造成灾害。　　黄河下游河道长７８６公里，是一不稳定的封冻河段，一般是每年一次封河一次解冻，少数年份两封两开甚至三封三开，有的年份还有不封冻现象，封冻长度相差较大。１９５０～２００５年的５５个凌汛年度中，有４７年发生封河，最早封河日期为１２月３日（１９９７年），最晚开河日期为３月１８日（１９６９年），最多封冻时间为１９６７～１９６８年度的８６天，封河最长为１９６８～１９６９年度的７０３公里。据统计，黄河下游自１８５５年铜瓦厢决口改道为山东垦利入海至１９３８年的８４年间，有２

3、７年凌汛决口。解放后的１９５１年和１９５５年分别在山东利津的王庄和五庄决口，原因是凌情严重，防凌工程薄弱，经验不足。　　黄河宁蒙河段地处黄河流域最北端，冬季严寒而漫长，气温在０℃以下可持续４～５个月，最低气温可达－３５℃以下，为稳定封河段。由于各年寒潮入侵早晚和强弱不同，历年流凌和封冻日期相差较大。一般是１１月中旬开始流凌，１２月上旬封河，次年３月下旬开河，每年封河历时１１０天左右。其中内蒙古封河长度７００多公里，宁夏河段历年封河长度不等，龙羊峡和刘家峡水库控制运用后，一般不超过２００公里。　　黄河中游河曲段、三门峡库区及小北干流河段也有不同程度的凌情，其中河曲段的７０公里河道

4、和三门峡库区的坝前段每年都封河。这些河段除个别年份外，一般不会形成灾害。　　影响冰情的因素主要有热力因素、动力因素及河床边界条件。低纬度上的河流冬季温度高，一般形不成冰情；流量大，水动力强，不利于河流形成结冰；河道的束窄、弯曲、浅滩处，容易卡冰结坝，造成凌汛灾害。二、水库对河道凌汛的影响　　水库的修建，对河道冰情影响较大，既对大坝以上河段有影响，也对大坝以下河段有影响，既有有利的因素，也有不利的因素。１．对大坝以上河段的影响　　由于水利枢纽的修建，大坝以上原先的河道变成了水库，水面比降变小，库区水面大，流速小，容易结冰封冻，使原来不封冻的河段变为封冻段。在水库尾部，当上游河道的

5、流冰进入库内，受河道边界条件的影响，流速突然变小，使得进入水库的流冰在库尾段发生堆积，壅高水位，形成冰塞冰坝，造成灾害。在开河时，如果库水位过高，还可能影响库区上游河道槽蓄水量的排放，加重防凌负担。一般说来，水库的修建，增加库区的封河长度，容易造成库尾段凌汛灾害，加重了大坝以上河段的防凌负担。２．对大坝以下河段的影响　　水库修建后，通常情况下在秋季汛末大量蓄水，水温较高，在冬季凌汛期间，水库向下游泄放水量，出库水温明显高于建库前的河道天然水温。因此，水库的兴建提高了进入下游河道水体的温度，可以使下游流凌与封河日期推迟，封河距离缩短，封河上首下移。另一方面，水库的修建可以人工调控

6、进入下游河道的流量，实现比较理想的封河水位，并可控制封冻期下游河道槽蓄水量的增量，减少开河时的凌汛灾害。特殊情况下，当下游出现严重冰塞或冰坝危及安全时，还可及时进行关闸停泄。所以说，一般情况下，水库的兴建，提高了下游河道的水温，改善了进入下游河道流量的控制条件，有利于大坝下游河道防凌。但是，如果水库调度不当，进入下游河道的流量忽大忽小，也可能加重下游河道的防凌负担。　　例如，黄河万家寨水库的建设，使大坝以上原比降为１．０６８‰的７２公里河道变为库区，原来几乎不封河的河段年年封河，并时常在库尾段形成冰塞和冰坝，壅高水位，出现凌灾，加重了内蒙古河段的防凌任务，而对下游的山西河曲段的

7、凌情有所减轻。但在１９９９年２月中旬，由于万家寨水库降低水位过快，出库流量太大，造成河曲段“武开河”，凌洪演进至天桥电站，形成天桥水利枢纽险情。１９９９～２０００年度凌汛期，由于黄河流域气温偏低，河道结冰多，２０００年２月上旬气温转暖，加上万家寨水库日出库流量变化大（从０到１０００多立方米每秒），使得６２０公里的晋陕峡谷河道大量冰块倾泄而下，主流出禹门口后，河道突然开阔，冰量堆积，形成约１０公里×５公里的积冰场，壅冰抬高了水位，造成该河段的局部凌汛灾害。三、水库运行的特点　　大型水库的设计通