多種因素對某河段凌汛的影響

賀鋒

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆 烏魯木齊 830000）

1 凌汛概況及特征

某河段以上河道冰凌洪水，主要集中在12—2月中旬，其下河段可延至3月上旬。冰凌洪水的主要類型有冰塞、冰壩，以及由多個小型的冰塞、冰壩類型的冰凌堆積體因動力作用導致連續(xù)潰決，形成較集中的潰決性凌洪。河段以上70余公里干流河段，既可形成相當數(shù)量的岸冰，又能在急降溫過程中形成相當數(shù)量的水內(nèi)冰，可形成為局部小型冰塞、冰壩型冰堆體堵塞壅水，在一定的條件下，形成具有一定規(guī)模的冰塞、冰壩型潰決洪水。

2 冬季流量豐枯與氣溫高低對凌汛的影響

冬季流量豐枯與氣溫高低有4種組合情況，即水量偏豐與氣溫偏高、偏低兩種類型，另外就是水量偏枯與氣溫偏高、偏低兩種類型。從凌汛形成條件分析，顯然水量偏豐、氣溫偏低是形成某河段以下河段凌汛災害最不利的組合，而水量偏枯程度較大，而氣溫顯著偏高是不利于嚴重凌汛形成的一種組合。

3 強降溫過程下不同流量級別對產(chǎn)冰總量影響

所謂不同流量級主要有兩種含義：一是將11—3月該河段逐月流量均控制在較低的水平；二是10—11月平均流量作適當削減，但仍維持較大的量級,如這兩個月平均流量維持在180，170 m3/s，而其它幾個月控制在較低的水平上。第一方案，是有利于控制該河段上、下河段產(chǎn)冰總量，至少較多年份在11月份流量較大情況下，即可形成一定數(shù)量的岸冰，由于水位高，波及淺灘范圍大，而至12月份流量驟減后，在寬淺河道積存了相當數(shù)量河道底冰，并可導致形成較大數(shù)量的懸浮岸冰，在后續(xù)流量增加情況下，完全可能漂浮與滑脫至下游河道，造成較嚴重的冰塞、冰壩。如考慮較早地比較極端降溫過程，以及讓淺灘部位積水蒸發(fā)，可將大幅削減流量的時間提前至10月中旬。

4 削減該河段以上河段總冰量

進一步削減該河段可能形成的潰決型凌洪規(guī)模，以避免或控制該河段以下河段冰壩規(guī)模。上游水利樞紐投入運用后，其上游河段已無冰凌下泄。這對削減進入該河段斷面流冰量有利的，但該河段以上70 km干流河段還可能出現(xiàn)相當數(shù)量的流凌。如果前期流量較大，在一些河道寬淺散亂和彎曲變化段，在流量由大變小中形成一定數(shù)量河道淺灘底冰，以及懸浮岸冰，滑脫后流向下游在一些堵塞段潰決后，往下輸移，還可造成這種過程的連鎖反應，最后形成一定規(guī)模的凌洪過程，促成該河段以下河段較大規(guī)模冰壩形成。因此，控制冬季大部分時間流量在較低水平下，且變化幅度小，無疑對削減與控制該河段以上出現(xiàn)的凌峰規(guī)模是必須的,對防止該河段以下河段較大岸冰破碎、滑脫也是有益的。

5 控制流量大小

利用上游水利樞紐控制不同期間流量大小，有利于該河段以下形成較平緩的冰蓋和改善開河形勢。當上游河段流凌量與流凌強度被較大幅削減的條件下，冬季較小流量過程可以促使該河段以下河段形成較穩(wěn)定的封凍，以減少后續(xù)本河段的流凌量，以達到控制冰塞壅水規(guī)模在較低的情況，而冰面水位降低，還有利于冰塞壅水程度削減。

另外，減小流量后，在該河段以下較長河段形成穩(wěn)定封凍，并促使其維持到3月上旬。此時，氣溫變化已由12月、1月下游低于上游的局面，形成倒置狀況，呈“下暖上冷”，有利于向文開河方向轉(zhuǎn)化。另外，在接近氣溫顯著回升階段，仍保持較低流量狀態(tài)，控制封凍上段河道流速，也是減小動力作用對開河影響，促使開河向由熱力因素為主方向轉(zhuǎn)化。

6 人類活動對凌汛的影響

隨著流域開發(fā)，人類活動已影響了河道凌汛規(guī)律變化，甚至形成新的凌汛災害，這種影響如不加控制，今后還會繼續(xù)擴大。根據(jù)現(xiàn)今有關(guān)情況和別的河流已遇到的問題，需注意以下幾個方面的人類活動對河道凌汛的影響。

1）上游水利樞紐興建的影響。具有一定規(guī)模的水利樞紐調(diào)節(jié)了水量的年內(nèi)分配，還改變了部分河段水體熱狀況，下泄流量的不均造成冰期流量過程忽大忽小的不穩(wěn)定流現(xiàn)象，隨著冰流動演進，冰凌在下游卡口或彎道堆積、堵塞河道、抬高水位，造成漫溢成災。

上游水利樞紐建成前，上游河道冬季下泄的流凌在干流交匯口附近，由于河道汊流出現(xiàn)和比降變緩，上游流冰容易在此聚居而發(fā)生冰凌堵塞，解體后還會輸移至下游。上游水利樞紐投入運用后，既切斷了上游流凌下泄，又隨著水溫升高，原來在干流交匯口附近經(jīng)常發(fā)生的冰凌堵塞現(xiàn)象下移，多集中在該河段附近。

今后，還要繼續(xù)興建較大型水利樞紐時，必須進行防凌專項分析，以利于河道防凌的總體部署。

2）灌溉工程冬季引水、退水對河道冰凌影響。冬季，較大型灌溉工程由河道引水，又退水至河道，可引起河道一定程度的流量波動，這不利于維持較穩(wěn)定的冰情形勢，有時可能促發(fā)凌汛災害形成。故今后大型灌溉工程也應注意河道防凌設(shè)計問題。

3）跨河建筑物對凌汛的影響?？绾咏ㄖ锇瑯蛄?、輸油、輸汽管線和高壓輸變電線塔等，這些工程需在河道中放置墩子，無疑改變了河道邊界條件，也可能促成一個新的凌汛爆發(fā)點。

7 結(jié)論

1）河流穿行于山間盆地，三面環(huán)山，地勢東高西低，上游與下游河道地勢高差大。故形成了影響河道凌汛的一些獨特邊界條件：一是“河道寬、淺、散亂”；二是“上窄、下寬”；三是“平均比降大，且上大下小”；四是分段河道平面形態(tài)與比降有一定變動。這些特點，既有利于冰凌形成、輸移，又易于冰凌在部分河段堵塞，特別是在該河段以下河段堵塞現(xiàn)象更為突出。

2）流域冬季頻受南下強冷空氣影響，冬長嚴寒，冰期為11—3月（或10月下旬至3月中旬），受逆溫效應影響，冬季減小了氣溫隨高程增加而遞減速率，并形成了獨特的氣溫沿程分布形式。11—2月期間，沿程氣溫分布是“上冷下暖”，其下段是“上暖下冷”；3月份則基本上恢復自下游向上游高程增加，氣溫逐步遞減。這種冬季氣溫沿程分布特點，促使嚴寒月份凌汛比較頻繁而嚴重，臨近氣溫回升至零上的3月上旬，凌汛形勢反而平緩。

3）強降溫過程出現(xiàn)時間與凌汛災害出現(xiàn)時間關(guān)系緊密。它一方面促使河道中流凌量劇增，同時促使岸冰內(nèi)應力變化，是造成岸冰破壞的一個重要因素。

4）冬季各月水量較多，有利于形成較大數(shù)量的冰量。水量的前大后小，特別是初冰形成的11月至嚴寒的12月份，流量遞減較大，易形成大量較堅硬而厚實懸浮岸冰。這是12-1月凌洪突發(fā)具備了重要條件，易造成下游河段冰壩、冰塞形成。同時，在整個冬季氣溫與降雪影響，地下水出流存在一定變化，造成流量的日際間過程變化，造成水位升降，這為岸冰滑脫提供了有利條件。

自然狀態(tài)下該河段以下河段，冬季特別是11-2月間流量較大，月際間變動幅度大，是造成該河段以下河段凌汛災害洪水的條件。上游水利樞紐建成后，冬季下泄流量增加，波動幅度增大，也是造成近些年來氣候回暖情況下，凌汛災害反而有所加重的趨勢。故將冬季泄流量控制在較低水平上，以控制河道總冰量，削減下游河道水位，控制和大幅減小該河段以上干流的凌洪，將可有效地控制該河段以下干流河段凌汛規(guī)模，控制或避免重大凌汛災害。

［1］SL59—93，河流冰情觀測資料［S］.中華人民共和國水利部.