黄河宁蒙段凌汛洪水风险分类及其分布特征

针对黄河宁蒙段凌汛灾害频繁发生、灾害损失严重、风险防控困难等问题,通过历史凌汛灾害资料分析与现场调研考察,研究了黄河宁蒙段凌汛洪水风险分类及其分布特征。凌汛洪水风险主要分为壅水漫滩风险、穿堤沟渠凌洪倒灌风险、凌洪漫溃堤风险和工程设施破坏风险,三湖河口至头道拐河段的冰塞冰坝壅水漫滩风险与凌洪漫溃堤风险比较大,宁夏段穿堤沟渠凌洪倒灌风险大于内蒙古段的,不同类别凌汛洪水风险的分布具有险点多、险段长、影响范围广等特征。     

黄河内蒙古段防凌存在问题及其对策

1 河段概况 黄河内蒙吉段位于黄河流域最北端,从宁夏、内蒙古交界的都思兔河汇口入境,于准格尔旗马栅出境,河道全长830 km.由于其特殊的地理位置、气候条件形成了冬季封河、春季开河流凌的现象,受气温、河道河势、上游来水等条件的影响,在封、开河特别是开河流凌期极易形成冰塞、冰坝,出现水位迅速壅高,威胁堤防安全甚至造成堤防溃口的凌汛灾害.     

黄河内蒙古河段河道演变及水力几何形态研究

黄河内蒙古河段的凌汛年年发生,多次引起河道决口导致洪水灾害.为了提供有效的防洪措施,选取不同河型段中的代表性河道断面,来研究其河道演变特征及其主要影响因素,并从水力几何形态关系上剖析其内在驱动因子.结果表明,河岸组成物质的极大不同决定了各个断面的演变特性及其所在河段的河型差别.以基岩河岸为主的磴口河段的河道最为稳定;以泥质河岸为特征的头道拐断面所在的顺直河段次之;以泥质砂质二元河岸结构为主的三湖河口断面所在的弯曲河流段很不稳定;而以砂质河岸为主的巴彦高勒断面所在的辫状河段最不稳定.河道的演变势必引起其水力几何形态关系的调整,在黄河内蒙古河段,随着流量的变化其水力几何形态的调整主要是通过影响水深和流速来实现的.巴彦高勒断面是上述调整中表现最明显的断面,因此,它所在的河段也是容易决口的河段.三湖河口所在河段的一系列凹岸的强烈冲刷引起河道大幅度摆动,从而也是河道决口的潜在河段.黄河内蒙古河段的河流治理的侧重点应该针对巴彦高勒断面所在的辫状河段和三湖河口断面所在的弯曲河段.对辫状河段要加强整个河段的河岸防护,对弯曲河段以工程防护手段侧重遏制其凹岸的坍塌后退.     

小浪底水库运用后黄河下游地区凌汛问题探究

黄河凌汛灾害是黄河下游严重的自然灾害之一,历史上曾以频繁决口、难以防治而著名。黄河下游河道上宽下窄,弯曲连绵,险工、控导交错对峙,容易形成冰塞、冰坝的河段较多。小浪底水库的运行,在一定程度上缓解了下游凌汛的压力,为人工干预凌灾提供了有力的手段。     

黑龙江上游开江期河道特征对流冰速度的影响

为探究黑龙江上游江段开江期流冰速度沿程变化规律和运移过程，通过抛投微型冰浮标定位器进行流冰追 踪试验，分析黑龙江干流开江期流冰速度分布特征及河道形态对流冰速度的影响规律。结果表明：2019 年开江期 距黑龙江干流源头 69~692?km 河段流冰速度分布为 0.79~3.56?m/s，平均速度为 1.65?m/s，流冰速度与河道宽度、河 道弯曲系数呈负相关关系；在弯曲河段、江心岛河段和弯曲分汊型河段流冰速度降低趋势明显，且河道特征对流 冰速度的影响依次减弱。流冰速度沿程分布规律可为冰坝预测及预防凌汛灾害提供数据支持，研究成果对寒区 河流治理具有十分重要的意义。     

全面提升黄河防凌减灾综合能力的对策与建议

每年12月至次年3月,黄河上游、中游及下游均发生凌汛,是我国凌汛成灾最为严重的河流。在宁夏至内蒙古河段（以下简称宁蒙河段）、河南至山东河段为低纬度流向高纬度,河流封冻时下段早于上段,解冻时下段晚于上段,而且冰盖厚度下厚上薄,封、开河时容易形成冰凌卡塞和冰坝壅水引发堤防决口等凌汛灾害,危及局部滩区群众生命财产安全。黄河防凌工作已成为我国冬春季防汛工作的头等大事。     

黄河调水调沙对山东河道的影响分析

分析了黄河13次调水调沙进入山东河段的水、沙情况和不同河段的冲淤情况。连续10年的调水调沙实践证明,调水调沙使得同流量相应水位明显降低、河道平滩流量明显增大、黄河下游河势趋于稳定、工程出险次数明显减少,对调整下游河道断面形态、扩大下游河道主槽过洪能力、稳定河势等具有重要的作用,取得了巨大的社会经济效益。     

黄河下游河道横断面变化特点及对弯道的影响

黄河下游河道横断面变化直接关系河道的排洪输沙能力,横断面形态变化对弯道曲率的影响关系着河道的河势变化,一直是黄河下游河床演变研究的重点。从1986—1999年淤积缩窄时期和2000—2013年冲刷展宽时期入手,采用实测大断面数据,对黄河下游各河段横断面冲淤情况进行分析,给出了弯道曲率与横断面形态特征的关系式,分析了黄河下游横断面形态变化对弯道曲率的影响。结果表明:黄河下游河道各河段在冲刷时期,主槽宽逐渐变大,在理想条件下河道宽浅,弯道流中流速横向分布不均,容易造成塌岸冲刷,河道将会越来越弯曲。     

历史上的黄河凌汛灾害及原因

历史上黄河凌汛灾害严重，特别是清咸丰五年（1855年）铜瓦厢决口改道后至1955年的100年中，发生凌汛决溢的年份达29年，决口近百处，平均三年半就有1年发生凌汛灾害。山东为黄河凌汛灾害的重灾区。新中国成立后．分别于1951年和1955年凌汛期在山东利津发生漏洞决口；1951年在内蒙古河套河段浸溢决口达60余处：2001年又在宁蒙河段乌兰木头发生民堤溃决。凌汛灾害的产生，主要受河道形态、气温和河床流量等多方面因素的影响和制约。     

黄河宁夏段近期水沙变化及河势演变分析

为研究黄河宁夏段水沙关系和河势演变,通过实测数据分析了近年来该河段水沙变化的特点,结合1993—2015年该河段地形图测绘及大断面套绘分析评估了河势状况。结果表明:黄河宁夏段水沙关系主要表现为水沙量大幅减少、年内水量的分配比例变化较大、来沙系数变化较大等特点。近年来,黄河宁夏段岸线有了较大变化,仁存渡以上河段河岸逐渐变窄,主槽摆动不大;仁存渡以下河段,河岸趋于展宽,主流摆动剧烈。从河相关系变化来看,下青段河相系数变化不大,断面仍保持较为窄深的状态,青石段河相系数总体上呈现逐年变大的趋势,主槽逐年淤高,断面更趋宽浅。2011—2012年,2012年洪水使得河道冲刷,断面变深,致使下青段和青石段河相系数均减小。从滩槽关系变化来分析,滩槽差在1~2 m之间是主槽偏移位移较大的区间,滩槽差越大,主槽偏移位移越小,河势越难摆动。     

黄河头道拐段冰输移及堆积过程数值模拟

头道拐河段因其特殊的河道形态及地理位置而成为黄河内蒙古段最易形成冰坝的河段,研究该河段河冰输移及堆积过程是理解内蒙古段河冰过程及卡冰结坝作用机理的关键。本文基于耦合的二维有限元水动力学模型和DPM(Discrete Parcel Method)河冰动力学模型,模拟了黄河头道拐河段2020—2021年冬季封河过程并进行了验证,讨论了不同水力条件、上游流凌密集度及河道形态对封河过程的影响。结果表明：相比于官牛犋弯道,河道弯曲率大、束窄程度高的什四份子弯道更易形成卡冰,且流量越小,卡冰作用越明显,冰盖向上游发展速度越快。河道流凌密集度小于0.4时,各种流量下研究河段未发生卡冰;流凌密集度增大至0.4,表面流冰首先在弯曲率系数较大的什四份子弯道处形成卡冰,随着流凌密集度和流量的进一步增大,下潜并输移到下游的流凌也会在官牛犋弯道形成卡冰,因此,头道拐河段形成卡冰的流凌密集度临界条件为0.4。应用冰水耦合二维动力学模型可以很好地模拟天然河道河冰输移、堆积过程中河道的水力特性、冰厚增长及封河形态,揭示了影响河冰过程的相关因素及作用机理,为黄河内蒙古段防凌减灾工作提供技术支撑。     

寒区河道-堤防-泛区凌汛灾害风险评估防控研究进展

寒区凌汛灾害的孕育、发生及演变与河道-堤防-泛区关联密切，凌汛灾害风险的科学评估与防控至关重要。以凌汛灾害风险“识别-计算-评估-防控”为主线思路，从凌汛成因与凌汛灾害特征、河冰及凌汛洪水数值模型、河道凌汛灾害风险评估、凌汛期堤防险情与溃堤淹没风险评估、凌汛灾害风险防控措施等五个方面，综述寒区河道-堤防-泛区凌汛灾害风险评估防控研究进展，并提出河道-堤防-泛区凌汛灾害链条效应及其驱动机制、河冰演变-凌汛壅水-堤防险情-泛区淹没风险链模型、河道凌汛壅水-堤防溃决-泛区淹没风险定量评估、堤防冻融险情演化动力机制及智能预测、凌汛灾害监测-预警-评估-防控应急决策支持系统、凌汛灾害“四预”数字孪生平台等方面是凌汛灾害风险评估与防控亟需解决的关键科学问题或未来主要的研究方向，可为寒区凌汛灾害风险的深入探究与科学管理提供重要思路。     

冰期输水研究进展

高纬度寒冷地区的河流在冬季结冰是一种普遍现象。冰块堆积，堵塞和聚集形成的冰坝、冰盖和冰塞会导敛河道阻力增加，致使卜游水位上涨，并可能造成冰期洪水，建筑物破坏，航运不畅等危害。研究河冰形成和演变规律，寻求相出的解决办法保证冰期安全输水成为许多国家关心的重要问题。国内外一些学者通过原型观测，试验和数值模拟的方法对水内冰，岸冰，底冰，冰盖和冰塞的生成和演变，封冻河道的阻力、过流能力和水位变化等有关问题进行『，研究。前苏联，加拿大，北欧等国家和地区结合河冰研究的成果，在引水工程中采取各种有效措施，达到了冬季安全引水的目的，积累了许多有价值的经验。由于河冰问题的复杂性，已有的理论成果和工程经验还很不完善．需要进一步的研究。本文对上述河冰问题的研究成果以及冰期输水的一些工程经验作简单介绍。     

万家寨引黄工程南干连接段汾河河道冰期输水能力及冰情分析

本文阐述了汾河干流头马营至河岔河段１９９６～１９９７年冰期沿程冰情、水温、流量变化。分析了静乐、河岔水文站在冰期受气温日变化影响的流量日变化规律。分析了１９９６～１９９７年冰情的代表性以及引黄后发生冰塞、冰坝的可能性。用历年汾河上游冰期水文资料，对历年冰期河槽储冰量进行了分析计算，探讨了河槽结冰对流量的影响，最后提出了冰期输水措施和建议。     

黄河下游冰坝形成条件分析

黄河下游河道由于特定的地理位置,河道形态和水文、气象条件的组合,常常造成凌讯期部分河道卡冰结坝。通过对黄河下游河道冰坝的形成机理、冰坝的类型、冰坝的生消演变规律的分析,对进一步开展黄河下游河道冰坝的预测预报,搞好黄河下游防凌工作有着重要意义。     

ICE JAMS IN A SMALL RIVER AND THE HEC-RAS MODELING

This paper describes a model of a 3.06km long river reach between two small reservoirs under both open flow and ice covering conditions for different operational settings of the stoplogs in the downstream reservoir. The HEC--RAS model developed by the Hydrological Engineering Center of US Army Corps of Engineers was used to compare different approaches in terms of flow velocity, water level and the Froude number. The impacts of heavily vegetated main channel and floodplain on ice accumulations were investigated. And it is shown that this vegetation plays a significant role in the formation of river ice jam during winter period and thus the vegetated channel has strong influence on ice flooding. In addition, the paper explores the impact both of the operation of the stoplogs during the winter period and the presence of the downstream dam on the accumulation of ice jam along this river reach.     

凌汛危害及其防护措施

凌汛在冬春季节江河水充受冰凌阻碍而引起的涨水现象，凌汛的发生与江河所处的地理位置密切相关，由于河流下游段的纬度高于上游段，因而产生封冻时下段早于上段，解冻时下段迟于上段，再加上江河中一些河段弯曲狭窄，在封冻流冰期，易开成冰塞洪水；在解冻流冰期；易产生冰坝洪水，其结果轻则漫滩，重者决堤成灾，造成很大灾害。我国在防凌汛洪水措施方面积累了较丰富的经验，在实路中逐步认识到凌汛的产生是由于热力和动力因素共同     

黄河巴彦高勒河段冰塞机理研究

巴彦高勒河段位于黄河内蒙古河段上段，封河时容易形成冰塞，特别是自1986年以来，巴彦高勒河段几乎连年冬季形成严重冰塞，灾害损失惨重.本文详细分析了1986年前后巴彦高勒河段水力条件、热力条件和河道边界条件三方面的变化，从而研究冰塞的形成原因及条件，利用冰水力学理论研究巴彦高勒冰塞的形成机理。     

万家寨水库冰情浅议

由于万家寨水库蓄水，库区河道庙不封河转为稳定封冻河段，回水末端到拐上河段受冰花、冰块阻水影响水位壅高，交通水泥厂断面最高壅水6．5m，超过水库设计回水淹没线。作者在现场观察基础上，结合万家寨水库实测冰情资料，对万家寨水库封、开河情况进行了介绍，就流量、流冰密度、库水位及地形等因素对封、开河过程及壅水程度的影响进行了分析。