黄河沿至兰州河段凌情特征
摘要:该河段为黄河上游的首端,虽气候严寒而漫长,但由于黄河穿行于青藏高原山脉之间,各河段河道比降相差悬殊,流速变化亦较大。因此,有的区间河段既有流凌又能封冻;有的区间河段仅能流凌不能封冻;还有的区间河段在自然条件经常发生封冻,但水库修建后改变了热力、水力
该河段为黄河上游的首端,虽气候严寒而漫长,但由于黄河穿行于青藏高原山脉之间,各河段河道比降相差悬殊,流速变化亦较大。因此,有的区间河段既有流凌又能封冻;有的区间河段仅能流凌不能封冻;还有的区间河段在自然条件经常发生封冻,但水库修建后改变了热力、水力条件,使水库上游发生过几次冰塞,水库下游变封冻为不封冻。现分述如下:
(1)黄河沿至玛曲河段 该河段911.6公里,河道比降0.72‰--1.12‰。初冰开始门期,一般发生在10月中旬至11月下旬,最早在8月21日(1960年)。终冰日期一般在翌年4月上旬至5月下旬,最晚在6月29日(1956年)。是全河中封冻期最长的河段。如黄河沿站历年平均封冻历时为160天,最长达193天,最短也有 128天,最大河心冰厚为1.28m,平均冰厚为0.93m;玛曲站历年平均封冻历时为105天,最长为118天,最短为95天。
(2)玛曲至循化河段 该河段长726km,河道比降为1.42‰—3.22‰。,由于水流的动力作用大,只能流凌而不能封冻。初冰日期一段发生在11月下旬,终冰日期发生在2月下旬至3月上旬。历年最大岸冰的平均冰厚,唐乃亥为0.5m,贵德为0.35m,循化为 0.38m。
(3)循化至兰州河段 该河段长21lkm,比降较缓为1.06‰一1.9‰。初冰日期一般发生在11月下旬,终冰日期为2月下旬。冬季常因气温骤降使流凌密度迅速增加,在兰州以上有局部的卡凌封冻,兰州断面附近经常封冻。60年代初,盐锅峡水库建成蓄水至刘家峡水库建成前,刘盐河段曾出现过几个年度的巨大冰塞灾害。在盐锅峡水库以下兰州河段已开始不封冻,但有稀疏流凌。 1968年刘家峡水库蓄水运用后,由于它调节了热量和水量,导致上游流入库区的冰被融化,水库冬季下泄的水温高达3~5℃,兰州河段已不再出现流凌和封冻。
刘家峡至盐锅峡河段的巨大冰塞 1961年冬,盐锅峡水库回水末端至刘家峡河段曾发生巨大的冰塞,冰塞体长 35km,冰盖厚近1m,最大冰花厚14~15m,冰塞体积约4 000万m3。巨大的冰塞造成了严重的壅水,小川最高壅水位达1 628.86m,比起涨水位高9.25m,刘家峡导流洞出口处最高壅水位达1 630.7m,比起涨水位高10.26m,此水位接近千年一遇洪水位,超过了下游围堰顶6.4m,历时70多天。冰水不仅淹没了施工工地、公路和桥梁,而且水源地和居民区的房屋也遭到了破坏。1962~1963年、1963~1964年该河段仍产生了冰塞,其壅水高度略低于1961一1962年。
成灾成因,一是上游有充足的冰花来源。在天然条件下,刘家峡以上黄河干流有较长的不封冻河段,冬季平均流冰量为2 246万m3,1958~1959年度曾达3 327万m3,1961~1962年度约为4 000多万立方米。来冰量的多少与未封河段长度、流量的大小、负气温的高低密切相关。
二是下游是阻止流冰下泄的盐库末端。刘家峡水库1958年9月开工,1960年1月1日全断面一次性截流,截流后局部改变了河道的水流条件,由原来全河宽70m过流,变为集中于13m宽、13.5m高的导流洞过流,经过1960~1961年度冰期的泄水排冰,证明导流洞过流畅通,没有发生冰凌堵塞壅水现象。但1961年冬由于下游32公里处的盐锅峡水库蓄水运用,回水末端流速锐减,致使刘库导流洞下泄的冰花堆积下潜在盐库末端,而上游流末的冰花源源不断,从而形成了刘盐河段35公里长的巨大冰塞。
三是有冰花下替的水流条件。在盐库回水末端封冻边缘处,若冰花不能下潜,则上游流来的冰花只能溯源而上形成封冻冰盖,而不能形成冰塞,但刘家峡以上为峡谷河段,比降大、流速快。因此,当大量冰花流至盐库回水末端时,必然下潜形成冰塞,然后向上、下游发展,成为巨大的冰塞体。
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