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对辽河凌汛的思考及建议

2016-03-11段洪军刘大庆孟祥丽

东北水利水电 2016年12期
关键词:险工丁坝橡胶坝

段洪军,刘大庆,孟祥丽

(1.昌图县辽河保护区管理局,辽宁昌图 112599;2.中国国际工程咨询公司,北京100048;3.阜新市江河流域管理局,辽宁阜新123000)

对辽河凌汛的思考及建议

段洪军1,刘大庆2,孟祥丽3

(1.昌图县辽河保护区管理局,辽宁昌图 112599;2.中国国际工程咨询公司,北京100048;3.阜新市江河流域管理局,辽宁阜新123000)

冰坝引起的洪水危害,通常发生在解冻期,常发生在流向由南向北的纬度差较大的河段,形成速度快,冰坝形成后,冰坝上游水位骤涨,堤防溃决,洪水泛滥成灾。辽河2013年发生了较大的凌汛,凌汛发生的过程中,造成一定的破坏力。文中对此进行了分析,并提出建议,在未来的辽河治理保护工作中应充分考虑凌汛的影响。

辽河;凌汛;建议

辽河凌汛,俗称冰排,冰裂为凌,水涨为汛,洪水推动冰凌,形成凌汛。凌汛是江河中的冰凌对水流产生阻力而引起的江河水位明显上涨的现象。产生凌汛的自然条件取决于河流所处的地理位置及河道形态。在高寒地区,在河道形态呈上宽下窄,弯曲回环的地方出现严重凌汛的几率较大。凌汛多发生在冬季的封河期和春季的开河期,特别是气温猛升或水位暴涨,大块冰凌汹涌而下,形成冰坝,冰坝上游水位骤涨,堤防溃决,洪水泛滥成灾。本文对辽河2013年凌汛进行了分析,并提出建议。

1 2013年辽河凌汛基本情况

辽河,是中国七大江河之一,东北南部最大的河流,全长538 km,总面积186 920 hm2。地处亚欧大陆东部,属中温带大陆性季风气候区,冬季寒冷干燥、夏季温热多雨、雨热同季、干湿季节分明,年降水量528~724 mm。辽河属北方季节性封冻河流,所处纬度较高,冬季气温极寒,一般年份冬季结冰封河,春初解冻开河,按照水文资料分析,辽河最早封冻日期11月3日,最晚解冻日期3月30日,最长封冻期146 d,冰层厚度60~90 cm。

2013年,辽河发生了较大凌汛。2012年入冬后,辽河流域降雨量相对偏大,部分水量转化为槽蓄水量储存在河道内,气温相对低,冰情严重。进入2013年3月后,辽河水量相对多年平均值偏大,各站平均流量分别为:福德店水文站61 m3/s,通江口水文站86 m3/s,铁岭水文站220 m3/s,马虎山水文站210 m3/s,辽中水文站188 m3/s,六间房水文站131 m3/s,其中最大流量为4月1日8时马虎山水文站335 m3/s。

2 凌汛的成因及调查情况

2.1 成 因

辽河2013年发生凌汛的主要原因分析:冬春季节雨雪较大,河道流量较大,干流铁岭水文站11月15日流量达81 m3/s。冬季较寒冷,冰层厚,部分水量转化为槽蓄水量储存在河道内;春季气温回升晚,但回升快,桃花水汇集干流;东辽河来水,曾一度超过120 m3/s;清河水库放水平均78 m3/s,最大流量在3月23日达100 m3/s。

上游来水、融冰水加槽蓄水挟带着大量破裂后的冰块向下游流动,沿途水鼓冰,冰阻水,节节卡冰结坝,形成越来越大的凌洪向下游推进,虽然凌峰流量和历时都较伏汛洪水小而短,但因过水断面大部分被冰凌堵塞,所以凌峰水位却比伏汛同流量的相应水位高得多,对沿河生态工程造成一定损失。

2.2 调查情况

2.2.1 开原市凌汛情况

3月19日东辽河上游一围堰溃坝,形成约150 m3/s的水流而下,得到凌汛信息后,开原辽河局立即组织相关工作人员布置了4处观测点,分别为通江口橡胶坝、西孤家子渡口、五棵树橡胶坝、老边橡胶坝,并安排了24 h值班观测,同时做了相应的准备工作。3月26日14时20分,冰凌前锋到达五棵树橡胶坝,橡胶坝水位上涨至67.20 m,大量冰凌将橡胶坝上游水质观测台推倒。

2.2.2 新民市凌汛情况

凌汛导致新民市辽河干流多处险工遭受不同程度损毁,其中辽河右岸辽滨塔险工、韩家窝堡险工、西章士台险工上游段等5处险工处原有33座丁坝坝头损毁,坝身坍塌变形;马屯险段、兰旗险工上游段河水兑岸速度加快,仅春季2个月,兑岸最严重处冲刷掉近50 m;小岗子险工等3处险工部分石笼护坡脱坡水毁。

2.2.3 盘山县凌汛情况

3月26日至4月2日,盘山段自上向下出现不同程度的凌汛,几处护岸工程及双台子河闸前较为严重,最厚冰块约80 cm。3月27日在双台子河闸已开闸放水的情况下,凌汛仍使河道内部分滩地、井场被淹,部分控导工程损毁,其中以2012年建设的三道沟护岸、高套子护岸、烟李护岸、张家湾护岸较为为严重,部分丁坝石笼被冰排冲击破坏,造成生态格宾网破坏,石头散落,丁坝变形。

3 思考及建议

3.1 辽河凌汛思考

世界各国在高寒地区的河流都有冰凌危害,危害有不同的种类,通常防治江河、湖泊、港口以及水工建筑物凌汛采取以下措施:

1)冰凌冻结江河、湖泊、港口,影响航运交通,可采用破冰船破冰,或在港岸和船闸附近采用空气筛等防冻措施。

2)冰凌冻结各种泄水建筑物的闸门,影响启闭运用,一般采用加热或其它防冻措施。

3)冰凌撞击建筑物,如桥墩、闸墩、整治河道的丁坝等,多采用局部加固或破碎大块流冰等措施。

4)冰盖膨胀时,会产生很大的膨胀力,增加建筑物的荷载,应在设计建筑物时考虑,也可在建筑物临水面设置表底水流交换器防冻,或按放圆浮筒减少冰压力的传递等措施。

5)总结黄河防凌的实践经验,一是注意掌握冰情预报,选择破冰时机,以在快开河时破冰最为有效。早破遇气温下降又复冻结,晚破则失去破冰机会。当河道长、冰量大时,还要选择可能形成冰坝的重要河段,如浅滩、急弯、堤距 狭窄等处破冰。二是在实践中认识到河内的冰凌如果没有水流作动力,冰凌静止不动,就不能形成冰凌危害。所以水流应该是形成冰凌危害的关键。如果控制水量,不使凌峰形成,可以避免冰坝的产生。即使发生堵塞,由于来水量有所控制,可限制洪水位的升高,防止危害。

3.2 建 议

1)利用辽河支流上清河、柴河水库调节水量,在封河初期加大泄流,开化后,减小泄流,不使冰凌随水流下泄,形成冰凌。由于冰盖尚未冻实,如遇封河时小流量,封河后上游来水增大易形成水鼓冰开,产生冰塞造成危害。

2)凌汛对险工险段,尤其是丁坝坝头部位,除了产生冲撞破坏外,还产生冰拔的影响,因此,在今后工程的规划和设计中应考虑凌汛的影响。

3)凌汛破坏性极大,冰凌能刺破坝袋,对橡胶坝等工程造成较大影响,因此,橡胶坝运行、维护应考虑凌汛的影响。

4)分析2013年3月份凌汛产生的原因,随着极端气候现象的增加,加上未来辽西北调水投入运行后,辽河冬季河道来水将明显增加,预测今后辽河干流发生凌汛的概率加大,因此在未来的辽河治理保护工作中应充分考虑凌汛的影响。

TV875

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1002-0624(2016)12-0028-02

2016-05-20

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