1、收稿日期:20230510基金项目:国家自然科学基金黄河水科学研究联合基金资助项目(U2243221);青海黄河上游水电开发有限责任公司科技项目(KYC2022SD01)作者简介:胡一栋(1967),男,陕西柞水人,高级工程师,主要从事水电运行管理和水库调度工作通信作者:郭卫宁(1982),男,河北沙河人,高级工程师,主要从事水文水资源分析预报工作E-mail:wn1258 163com【防洪治河】黄河宁蒙河段 20112020 年凌情演变规律分析胡一栋1,郭卫宁2,张毅1,沈延青1,韩作强2(1青海黄河上游水电开发有限责任公司,青海 西宁 810000;2黄河水利委员会 水文局,河南 郑州
2、450004)摘要:凌汛是黄河冬春季最突出、最主要的汛情,其中宁蒙河段是黄河防凌的重点河段。20112020 年黄河宁蒙河段凌情出现了一系列新规律、新特点,主要呈现流凌封河日期推迟、开河日期提前、封冻历时和封河长度缩短、最大冰厚变薄、槽蓄水增量减小、开河历时变长、开河凌峰及最大 10 d 水量减小等特征。从热力因素、水流动力因素、河道边界条件和水库调度影响等方面分析20112020 年凌情演变的主要驱动因素,结果表明:气温整体偏高且上下游温差增大是宁蒙河段流凌封河日期推迟、开河日期提前、封冻历时和封河长度缩短、最大冰厚变薄的主要原因;凌汛期来水偏多,月际分配发生明显变化,在一定程度上造成了流凌
3、封河日期推迟、开河历时变长、开河凌峰及最大 10 d 水量减小;河道条件明显改善,有利于冰下过流能力的恢复,造成槽蓄水增量近年来呈减小趋势;海勃湾水库的投入运用在一定程度上改变了坝址以下河段的冰凌演变规律,同时科学合理的水库调度也为平稳封开河创造了有利条件。关键词:凌汛;气温;流量;过流能力;水库调度;宁蒙河段;黄河中图分类号:P339;TV11;TV8821文献标志码:Adoi:103969/jissn10001379202307010引用格式:胡一栋,郭卫宁,张毅,等黄河宁蒙河段 20112020 年凌情演变规律分析 J 人民黄河,2023,45(7):5257Analysis of th
4、e Evolution of Ice egime in Ningxia-Inner Mongolia each of Yellow iver from 2011 to 2020HU Yidong1,GUO Weining2,ZHANG Yi1,SHEN Yanqing1,HAN Zuoqiang2(1Qinghai Upper Yellow iver Hydropower Development Co,Ltd,Xining 810000,China;2Hydrological Bureau,YCC,Zhengzhou 450004,China)Abstract:Ice flood is one
5、 of the most prominent and important flood situations in the Yellow iver Basin during winter and spring,and theNingxia-Inner Mongolia reach is the key section of the Yellow iver for ice prevention The novel characteristics of ice regime were observedin the Ningxia-Inner Mongolia reach of the Yellow
6、iver from 2011 to 2020,which came to conclusion as follows:delayed ice-run and freez-ing-up date,advanced break-up date,shortened freezing duration and length,thinning of maximum ice thickness,reduction of channel-stor-age increment,longer duration of break-up,decreased ice flood peak and maximum 10
7、-day water volume The main driving factors for theevolution of ice regime in 2011 to 2020 were analyzed from the aspects of thermal factors,hydrodynamic factors,river boundary conditionsand the influence of hydraulic engineering The results show that the overall high temperature and increased temper
8、ature difference betweenthe upstream and downstream are the main reasons for the delay in the date of ice-run and freezing-up,the advance in the date of break-up,the shortening of freezing duration and length,and the thinning of maximum ice thickness in the Ningxia-Inner Mongolia reach in 2011 to202
9、0;more incoming water during the ice flood season and obvious change in the monthly distribution has caused a delay in the dates of ice-run and freezing-up,an increase in the duration of break-up,a decrease in ice flood peak and maximum 10-day water volume during break-up period;the significant impr
10、ovement in river conditions is conducive to the restoration of overflowing capacity under the ice,resulting in asignificant decrease in the increment water storage in recent years;the application of the Haibowan eservoir has changed the ice evolutionlaw of the river below the dam site to a certain e
11、xtent,and the scientific and reasonable regulation of the reservoir has also created favorableconditions for the steady freezing-up and break-upKey words:ice flood;air temperature;discharge;overflowing capacity;reservoir regulation;Ningxia-Inner Mongolia reach;Yellow iver凌汛是黄河冬春季最突出、最主要的汛情,其中以宁蒙河段最为
12、严重。宁蒙河段是黄河防凌的重点河段,这是由它特殊的地理位置、水文气象条件和河道特性决定的1。黄河宁蒙河段位于黄河上游的下段,地处黄河流域最北端,自宁夏中卫市南长滩至内蒙古准格尔旗马栅镇,全长 1 2038 km,约占黄河总长的25第 45 卷第 7 期人民黄河Vol45,No72023 年 7 月YELLOWIVEJul,20231/52。受两岸地形控制,宁蒙河段峡谷河段与宽河段相间出现,游荡型河段较长,主流摆动剧烈、变化频繁3。宁蒙河段流向自西南向东北,河流流向为由低纬度流向高纬度4,在杨盖补隆转向东南。凌汛期气温上游高、下游低,流凌封冻由下游溯源而上,解冻开河则由上而下,结冰期长 34 个
13、月,封、开河期受河道边界条件、气温变化和流量变化影响,容易形成冰塞、冰坝,发生凌汛灾害5。1986 年龙羊峡、刘家峡水库联合运用后,宁蒙河段汛期来水持续偏枯,年内径流分配发生显著变化,加之工农业用水不断增加,宁蒙河段河道淤积严重,主槽萎缩,河道过流能力不断下降。2011 年以来,黄河上游来水总体偏多,宁蒙河段来水转丰,2012 年汛期黄河上游出现了 2 个多月的洪水过程,20182020 年黄河上游汛期发生持续性洪水,宁蒙河段出现了较长历时的大流量过程,河道边界条件发生了显著变化。受全球气候变暖影响,黄河流域气温呈显著上升趋势,上游地区气温上升趋势尤其显著,升温速率为 039 /10 a,明显
14、高于中下游地区的升温速率6。受多方面因素综合影响,宁蒙河段凌情出现了一系列新规律、新特点,防凌工作面临新形势。本文分析 20112020 年宁蒙河段凌情特征,并对其成因进行分析,以掌握凌情演变规律,为防凌指挥调度工作提供参考。1宁蒙河段 20112020 年凌情特征宁蒙河段自上而下建有下河沿、青铜峡、石嘴山、巴彦高勒、三湖河口、包头、头道拐 7 个水文站,下河沿、青铜峡 2 个站基本无凌情,对凌情特征变化分析主要采用石嘴山、巴彦高勒、三湖河口、包头、头道拐 5 个水文站的水情、凌情数据。气温资料采用宁蒙河段流凌封河关键区域 4 个气象站的实测数据,自上而下分别为惠农、磴口、包头和托克托气象站。
15、除建站较晚的包头水文站外,其余各站均采用 19712020 年系列资料。11封河日期推迟、开河日期提前,封冻历时缩短宁蒙河段通常于 11 月中下旬开始流凌,12 月上中旬封河,翌年 3 月中下旬开河。与 19712010 年相比,20112020 年宁蒙河段平均首凌日期推迟 6 d,首封日期推迟 3 d,开河日期提前 4 d,封冻历时缩短 7 d,见表 1。具体到各水文断面,流凌日期普遍推迟 69d,封河日期除头道拐水文断面提前 2 d 外,其他水文断面推迟 212 d,开河日期提前 410 d。巴彦高勒站变化最明显,流凌、封河推迟 912 d,开河日期提前10 d,封冻历时缩短 22 d。表
16、 1黄河宁蒙河段不同时段平均流凌、封河、开河日期统计水文站时段流凌日期封河日期开河日期石嘴山19712010 年12 月 6 日1 月 10 日2 月 27 日20112020 年 12 月 15 日1 月 12 日2 月 23 日巴彦高勒19712010 年12 月 2 日12 月 18 日3 月 13 日20112020 年 12 月 11 日12 月 30 日3 月 3 日三湖河口19712010 年 11 月 20 日12 月 6 日3 月 21 日20112020 年 11 月 26 日12 月 11 日3 月 15 日头道拐19712010 年 11 月 20 日12 月 11 日3 月 21 日20112020 年 11 月 26 日12 月 9 日3 月 16 日宁蒙河段19712010 年 11 月 19 日12 月 3 日3 月 26 日20112020 年 11 月 25 日12 月 6 日3 月 22 日20112020 年,在全球气候变暖的大背景下,宁蒙河段极端气候事件增多,凌情极值频繁出现。20112012 年度、20182019 年度凌汛期,宁蒙河段于 1