2012年宁蒙河段洪水特点及对河道的影响

利用实测资料分析了2012年黄河上游洪水的水沙特点和洪水演进、传播特性以及洪水对河道冲淤的影响,结果表明:2012年黄河上游洪水水量大、沙量小、漫滩严重,洪水传播速度慢,洪水峰型沿程有所改变;洪水期河道冲淤调整剧烈,整个宁蒙河段河槽冲刷1.916亿t,滩地淤积量达2.032亿t,冲刷以中粗沙为主。洪水对河道排洪能力的恢复作用显著,洪水后内蒙古河段代表水文站同流量水位下降0.43~0.63 m,平滩流量增大了201~588 m3/s。漫滩洪水对宁蒙河段河槽的塑造作用较大,建议充分利用大漫滩洪水维持宁蒙河道的长期排洪排凌能力。     

黄河宁蒙段凌汛开河期刘家峡水库控制运用方式研究

基于刘家峡水库凌期基本运用原则,对刘家峡水库开河期运用指标和方式进行了初步研究,以2012~2013年度水情为例,提出了凌汛开河期刘家峡水库控制运用时机、流量及库水位控制指标。应用结果表明,通过压减刘家峡水库下泄流量,抑制了槽蓄水增量的过多、过快增长,减轻了宁蒙河段开河期防凌压力,有效促成了宁蒙河段全线平稳开河。     

2012年黄河上游洪水及河道冲淤演变分析

2012年黄河上游洪水具有洪峰流量大、持续时间长、洪水量大的特点,经过龙羊峡和刘家峡水库的调节,进入宁蒙河段的洪峰流量为2 710³ 520 m3/s,沿程总体呈减小趋势;内蒙古河段出现历史最高洪水位,在三湖河口到头道拐河段发生大范围漫滩。研究表明,经过洪水持续作用后,宁蒙河段平均河底高程下降,内蒙古河段1 000 m3/s同流量水位显著降低,三湖河口断面同水位过流能力增加约700 m3/s;巴彦高勒—三湖河口泥沙冲刷0.421亿t,三湖河口—头道拐为淤积,其中主槽冲刷约0.260亿t、滩地淤积约0.725亿t;大漫滩洪水时的淤积量以及非漫滩洪水的主槽冲刷量均与水量具有较好的相关关系。     

信息与资料

黄河宁蒙和下游河段分别于1988年12月9日,12月16日先后封河,1989年3月28日和元月3日开河。至此,1988～1989年度黄河凌汛结束。黄河宁蒙河段1988～1989年度凌汛期主要特点是,气温偏高,封河晚,封河流量大,水位高,开河期较平稳。     

2020年宁蒙河道洪水特点及冲淤变化分析

采用实测资料分析的研究方法,对2020年黄河上游洪水来源以及在通过宁蒙河道时洪水的水沙特点、河道冲淤特点、水位流量关系表现等进行了分析研究.结果表明:2020年汛期黄河上游洪水的水量大、沙量小、持续时间长;洪水对宁蒙河道产生了明显的冲刷作用,宁蒙河道洪水期河道冲刷了0.618亿t;洪水对河道过流能力的恢复作用显著,洪水后内蒙古河段代表水文站同流量(2000m3/s)水位下降0.09-0.16m,该场洪水有利于维持宁蒙河道的排洪排凌能力.     

黄河宁蒙河段2018年汛期水沙特性分析

2018年黄河流域发生多次强降雨过程,干流先后形成3次编号洪水,宁蒙河段高水位、大流量持续近3个月。分析了宁蒙河段汛期雨水情特点、洪水演进以及含沙量变化过程;通过套绘洪水期石嘴山及以下水文断面,计算了相同水位下的断面面积,绘制水位—断面面积关系曲线,分析了汛期宁蒙河段典型断面的冲淤变化以及过流能力。结果表明:2018年汛期宁蒙测区平均降雨量、来水量较历年均值总体偏多,出现3场较大的洪水过程,水位偏高,大流量持续时间长,宁夏河段出现3场较大的沙峰过程;汛期宁蒙石嘴山以下水文断面总体表现为冲刷,河道过洪能力明显提高;除头道拐断面以外,石嘴山以下各水文断面均发生较明显的冲刷。     

黄河宁蒙河段2001-2010年凌情变化分析

根据宁蒙河段水文站冰凌观测资料,分析了黄河宁蒙河段2001-2010年凌情的变化.分析结果表明:河段流凌及封、开河特征发生明显改变;河道冰下过流能力明显下降,槽蓄水增量逐年增大;封、开河水位升高,凌情形势趋于复杂.     

2001—2002年度黄河宁蒙河段凌情研讨

2001－2002年度宁蒙河段凌情总的趋势呈现封河晚、开河早，持续时间短，封河发生凌灾，开河过程平衡，整个凌期表现为气温高，冰盖薄，槽蓄水量小，通过对该年度宁蒙河段凌情特点和凌灾成因进行分析，冰坝是导致凌灾发生的主要原因，并对封河期间形成冰塞，冰坝的原因从水温、气温以及河势等因素进行分析，根据该河段易发生凌灾的实际情况，提出预防措施。     

2021—2022年度黄河宁蒙河段凌情特性分析

2021—2022年度凌汛期,黄河宁蒙河段凌情形势总体平稳,主要呈现出流凌期持续时间长、首封日期偏晚、封河流量偏大、封河长度偏短、槽蓄水增量偏少、开河时间偏早、开河凌峰较小等特点。从热力因素、水流动力因素、河道边界条件和水利工程调度4个方面分析了形成上述特点的主要原因。结果表明,气温整体较常年偏高,且偏高程度呈西高东低分布,是造成流凌期持续时间长、首封日期偏晚、封河长度偏短、开河时间偏早的主要原因;较大的封河流量和河道条件的持续改善,使凌汛期河道过流能力增强,在一定程度上抑制了槽蓄水增量的增加,造成槽蓄水增量偏少;科学合理的水利工程调度,为平稳封河、开河创造了有利条件,是做好防凌工作的重要措施。     

黄河宁蒙河段2011～2012年度凌情特性分析

2011～2012年度黄河宁蒙河段受气温等因素综合影响,首凌、首封日期偏晚,封河速度快、距离长,槽蓄量大且分布不均,封河水位低,开河水位高,开河速度较慢、日期较晚.介绍了黄河宁夏至内蒙古河段的凌情概况,通过分析2011～2012年度黄河宁蒙河段的凌情特点,得出气温变化是造成2011～2012年度凌情特性的最主要因素,同时,河道形态、水文条件、水库调度及河道障碍物等的影响也是重要原因.     

A Modified Muskingum Flow Routing Model for Flood Wave Propagation during River Ice Thawing-Breakup Period

During the period of river ice thawing and breakup process (termed as “ice cover thawing-breakup”), vast amount of water stored in ice-covered river reach will be released comparing to that under open flow condition. The flow routing process during river ice thawing-breakup period will be different from that under open flow condition, since water stored in and channel from ice thawing-breakup process and flow routing process are very complicated. If the flow routing process during river ice thawing-breakup period can be predicted, it will very important for flood protection in the downstream river reach. In present study, water released from ice cover thawing process is considered as the lateral inflow to the channel flow during propagation process of flood wave from upstream to downstream. A model for the flood routing process during river ice thawing-breakup period has been developed based on the Muskingum hydrologic method. Using the modified Muskingum model, the routed outflow hydrograph has been determined along the Baotou Reach of the Yellow River during river ice thawing-breakup period. Results showed that the simulated hydrographs using developed model agree well with those of field measurements.

     

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     

融冰洪水演进的马斯京根模型

为解决参数率定过程复杂的问题,将河段内的融冰产生的流量视为河段下断面出流的一部分,构建出适用于文开河融冰时期洪水演进的马斯京根模型,并将优化算法应用到模型参数率定的过程中。以黄河宁蒙河段为例,采用试错法、非线性规划法和智能算法中的遗传算法这3种方法对所构建的模型参数进行率定。模拟结果表明:3种方法所模拟的出流过程线均合格;整体上,非线性规划法模拟的精度最高,其洪水的确定性系数D_c为0.980,过程平均相对误差RE为4.840%;而试错法模拟的洪峰流量更为准确,且冰期模拟精度高于无冰期。本研究为融冰洪水演进的模拟提供了一种新方法。     

凌汛期堤防漫顶溃口破坏规律断面模型试验Ⅰ:黏性土堤

凌汛期河道存在大量冰凌,导致河流壅塞、水位上涨,对堤防安全造成了严重隐患。为了探究凌汛期黏性土堤的漫顶溃口破坏规律,建立了室内水槽物理模型,模拟了冰凌条件下的堤防漫顶破坏,通过改变堤身含水率和河道流量,分析了冰凌条件下溃堤时的溃口破坏形式、溃口发展过程和水位变化过程。结果表明:溃堤过程中冰凌挤压对堤体的破坏作用明显,堤身含水率和河道流量对溃堤过程有显著的影响;与洪水条件相比,冰凌条件下溃堤时溃口前期发展较为缓慢,而中、后期较为强烈;冰凌条件下的堤前水位峰值要高于洪水条件。     

基于卫星遥感图像的丰满水库冰情演变规律研究

基于ENVI 5.1软件平台,采用Landsat-7和Landsat-8卫星遥感图像,对吉林市丰满水库的卫星遥感图像进行冰情解译和库表温度反演,探究丰满水库的整体冰情演变规律及其与库区水体热力演变的关系。结果表明:在整个冰期,丰满水库入流条件稳定,库区冰情受水体热力学影响显著;在结冰期,库区表层水温呈库中低、坝前和库尾高的分布规律,结冰过程从库区中部开始,逐渐向坝前和库尾发展,坝前最后封冻;在稳封期,库区冰盖下水温呈垂向逆温分布,冰盖厚度沿程分布不均匀,库尾存在10~30 km的明流段;在开河期,库区表层水温自库尾至坝前呈沿程降温分布,水库以文开河的形式自库尾向坝前逐渐开河。     

2010—2011年度黄河凌情特点与防凌措施

介绍了2010—2011年度黄河凌汛的基本情况,对内蒙古河段首凌首封日期偏晚、封河发展迅速、开通日期较晚,黄河下游封河长度较长,局部河段出现较大险情的凌情特点以及在凌汛前加大清障力度、建立立体化信息监测系统、凌期科学调度水库拦蓄和分洪工程分水等防凌措施进行了分析,同时对今后的防凌工作提出了建议:①加强宁蒙河段河道测验体系建设,建设水位自动监测和3G汛情视频监视系统;②加强宁蒙河段堤防建设、河道治理,加快内蒙古应急分洪区的建设步伐;③研究针对黄河冰凌特点的破冰技术,列出专项资金解决冰凌观测工器具更新等问题;④向天津、河北供水尽量避开凌情严重的时期,避免增大防凌负担。     

黄河宁蒙河段冰期洪水波运动过程中的变形分析

河道中冰盖的存在会影响到洪水波的演进变形。以黄河宁蒙河段为研究对象,将马斯京根法尝试应用于冰期洪水计算,分析了马斯京根法参数与糙率的关系,比较了冰盖冻结增厚和融化减薄过程对洪水波变形的影响差异。研究结果表明,将马斯京根法应用于冰期洪水计算是可行的;断面的糙率越大,洪水波传播时间越久,变形越大;冰盖冻结增厚过程中,洪水波的变形存在先增加再减少而后又增加的现象;冰盖融化减薄过程中,洪水波随冰厚的减薄而变形增大。相同冰厚下,两种过程的变形程度存在交点。交点之前的冰厚范围,冰盖融化减薄时的洪水波变形更大;交点之后的冰厚范围,冰盖冻结增厚时的洪水波变形更大。     

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。     

模糊优选神经网络BP模型在黄河内蒙段封开河预报中的应用

黄河内蒙段地处黄河流域最北端,由于它特殊的地理位置、水文气象条件、河道特性,几乎年年发生凌汛。在分析凌汛成因影响因素的基础上,选取合适的预报因子,基于模糊优选神经网络BP模型,对黄河内蒙段封河、开河日期进行样本训练和预报方案验证。预报结果表明,模糊优选神经网络冰凌预报模型计算简便,精度良好。     

黄河源区河道冰凌特征变化及影响因素分析

黄河流域是我国凌汛灾害常发的地区,其中黄河源区是黄河上游凌情研究的空白区。为掌握该区域的凌情规律,对黄河沿-唐乃亥河段黄河沿、吉迈、玛曲3个常封断面的气象资料(1960-1987,2007-2011)和水文资料(1960-1987,2007-2011)进行研究,分析3个站的封河、开河日期以及冬季最大冰厚的变化规律,得出黄河源区封河从黄河沿附近开始向下游延伸,封河日期和开河日期均有推迟趋势,但总封冻天数在减少,冬季最大冰厚则各站趋势不同。通过对冬季气温、流量等因素进行分析,得出冬季累计负气温和冬季平均流量对于凌情主要特征的影响十分显著,可以作为预报因子进行进一步的研究。