陳 偉

（忻州市防汛抗旱服務中心 山西忻州034000）

1 沿山西省忻州市的黃河概況

黃河流經(jīng)忻州市三個縣（偏關、河曲、保德），首先由偏關縣老牛灣村入境，流經(jīng)河曲縣，最后從保德縣的馮家川出境，全長171 km，其中偏關境內(nèi)長32 km、河曲境內(nèi)長76 km、保德境內(nèi)長63 km，途中匯入黃河的支流有偏關河、黃甫川河、清水川河、縣川河、孤山川河、朱家川河。山西天橋水電站位于黃河大北干流保德段，下游距保德縣城8 km，工程控制流域面積40.38 萬km2，壩頂高程838.00 m，工程建于1976年，上游還分別建有龍口（黃河河曲段）、萬家寨（黃河偏關段）兩座水利樞紐工程。

2 壅冰事件的發(fā)生過程及處置

2017年1月24日11：00，黃河河曲段觀測員報告天橋電站上游19 km 處石梯子斷面封河上游水位迅速上漲，河岸上養(yǎng)殖場受到直接威脅。接到報告后，山西河曲縣防辦組織人員立即趕赴現(xiàn)場進行應急處置，山西忻州市防辦接報后迅速與萬家寨防辦、天橋水電站溝通協(xié)調(diào)，告知河曲石梯子河段突發(fā)的險情，按照“上控、中分、下泄”的調(diào)度原則，要求龍口控制下泄流量，便于險情控制和應急處置；要求天橋水電站加大出庫泄量，逐步降低庫水位。同時要求萬家寨水利樞紐、天橋水電站派技術人員緊急趕往現(xiàn)場，密切關注凌情變化，參加會商研判和處置。13：00 石梯子冰壩已經(jīng)形成，河寬300 m，冰壩高約4 m、長約10 m，17:25 冰壩開始消融潰決。

18:24 天橋水電站壩前水位從833.62 m 突然暴漲到834.41 m，短短6 min 之內(nèi)水位突然暴漲0.79 m，壩前壅冰最高至835.1 m（水庫上層堰門頂高程835.2 m），危及天橋水庫安全。天橋水電站逐步開啟8 個底孔，下泄流量最高達到1 500 m3/s，水位開始回落，最低降至833.14 m；19:12 水位又開始上漲，又逐步開啟上層堰泄洪，但水位一直上漲，19:36 壩前水位最高達到834.89 m，開啟到第五個上層堰時水位開始下降，此時水庫最大泄量達到2 500 m3/s，20:00 水位降到833.23 m，逐步開始關閉閘門，到22:40 關閉5 個上層堰和2 個底孔。1月25日2:30 關閉所有閘門，水位趨于穩(wěn)定，下泄流量按420 m3/s 控制，處置工作結束。由于處置及時，措施得當，避免了一次冰凌漫壩的重大事故發(fā)生。

3 成因淺析

3.1 自然特點

黃河河曲段屬黃河大北干流，位于天橋庫區(qū)，素有“小雪流凌、大雪封凍”之說，每年凌汛期都要經(jīng)過初封期、穩(wěn)封期、開河期三個階段，封凍長達4 個月之久。在天橋水電站未建以前，每年11月中旬河道開始流凌，由少到多，12月初隨著氣溫下降，流凌密度逐漸加大，在唐家會村的石窯卜彎道處自然卡口，成為黃河河曲段向上游封凍的起始點。天橋水電站建成后，庫區(qū)蓄水改變了本河段的天然水流狀態(tài)，起封點下移到天橋壩址，封河期比原來平均提前13 天。

黃河河曲石梯子段位于天橋水電站上游約19.54 km處，右岸為陜西省府谷縣黃糜咀村且有黃河一級支流黃甫川河在此匯入黃河，左岸為山西省河曲縣石梯子村，此處河段河寬平均約350 m，河床比降小，河段平緩，抗沖刷能力差。由于受黃甫川河洪水的影響，加上黃河自1981年以來再未出現(xiàn)過大洪水，使石梯子河段淤積嚴重，過洪能力較弱，在開河期此河段極易形成堆積冰壩等險情，歷來是防凌工作的重點監(jiān)控區(qū)域。

3.2 氣候及凌情

受超強厄爾尼諾影響，2016年氣候異常。據(jù)觀測2016年12月至2017年1月，河曲縣平均氣溫-6.1℃～-1.8℃之間，比歷年同期偏高2.2℃～4.4℃；平均日照時數(shù)為152.1 h，比歷年同期偏多9.9 h。

黃河河曲段2016-2017年凌汛期情況，2016年12月8日開始初凌，12月17日首封2 km，12月30日本河段達到年度最大封凍長度23.5 km，但封凍長度不足常年的50%；2017年1月20日至21日隨著溫度下降，河段封凍長度達到26.5 km，為2016-2017年凌汛期最大封凍長度，冰厚在0.1～0.5 m 之間，封凍冰蓋偏薄。2017年2月16日全部開河，凌汛期封凍天數(shù)68 d，較常年開河提前20 d。

3.3 水利樞紐工程調(diào)節(jié)

凌汛和流量有著密切的關系，從歷年的觀測資料分析，大流量是形成凌汛的主要原因。分析龍口水利樞紐2017年1月10日0:00 至2月16日10:00 水情統(tǒng)計資料，在此期間大部分時間段出庫泄量基本控制在400 m3/s 以下，期間運行變幅較大的有兩次，分別為1月13日至19日，過程最大泄量達到707 m3/s（1月18日20:11），此時黃河河曲段封凍長度25.5 km，平均氣溫為-15.7℃～2.2℃；1月23日至24日，過程最大泄量達到739 m3/s（1月24日10:00），此時黃河河曲段封凍長度26.5 km，平均氣溫為-18℃～4.7℃。另外，開河前還有兩次較小的變幅。

由于石梯子下游河段氣溫尚低，冰質(zhì)堅硬，而上游河段氣溫回升較快，先開河河槽蓄水釋放，流量加大，再加上自然因素、氣溫影響以及龍口樞紐調(diào)峰下泄流量加大的共同作用，河曲石梯子段以下封凍較薄的河段，冰凌堆積形成冰壩，造成下游水位下降，上游水位集聚上漲。冰壩消融潰決后，冰洪瞬間進入天橋庫區(qū)，造成天橋水電站壩前水位突然暴漲。

4 對策

4.1 落實防凌責任

對防凌工作實行網(wǎng)格化管理，繪制網(wǎng)格圖，以沿黃縣、鄉(xiāng)、村三級防凌責任制為基礎，分片、分區(qū)域落實網(wǎng)格長和網(wǎng)格員，構建橫向到邊、縱向到底的防凌工作責任鏈體系。按照防凌預案組建搶險隊伍、儲備搶險物資，落實避險場所，開展防凌應急演練，達到以練促訓、以練促戰(zhàn)的目地。在封河期、開河期的關鍵時段，網(wǎng)格長、網(wǎng)格員下沉一線，進駐現(xiàn)場，靠前指揮，及時處置各類突發(fā)凌情險情，確保防凌安全。

4.2 加強凌情監(jiān)測

市、縣防辦要加強與萬家寨、龍口水利樞紐和天橋水電站的溝通聯(lián)系，實時掌握每座水電站逐日調(diào)度運行情況，結合斷面實際觀測數(shù)據(jù)，分析研判凌情發(fā)展趨勢，及時提出針對性措施；水文、氣象部門要密切監(jiān)視氣溫、水情和凌情變化趨勢，及時發(fā)布徑流、凌情信息的滾動播報；水利部門要利用衛(wèi)星遙感、無人機和5G 信息進行立體化凌情監(jiān)測，對重點河段要加密觀測頻次，密切跟蹤凌情發(fā)展過程；萬家寨、龍口和天橋水電站要建立會商機制，在上下游河段派出一線巡河人員，及時掌握河段現(xiàn)場實際凌情，為防凌調(diào)度以及指揮決策提供支撐。

4.3 科學優(yōu)化調(diào)度

根據(jù)長期的防凌工作實踐，在凌汛期控制河道流量，使河道形成合理的冰蓋高度，以利冰封河段洪水下泄，是有效防止凌災發(fā)生的有效辦法。雖然，萬家寨、龍口和天橋樞紐工程的聯(lián)合調(diào)度運用，減輕了黃河河曲段的冰凌災害；但是，樞紐工程的聯(lián)合調(diào)度運用還需同時兼顧上下游、左右岸以及樞紐工程自身的安全。通過對“1.24”壅冰事件的成因分析，聯(lián)合調(diào)度運行還存在不足，應立足河段凌情特點，結合河段封凍實際情況，充分考慮到氣候因素影響，按初封期、穩(wěn)封期、開河期分別優(yōu)化調(diào)度方案。初封期萬家寨、龍口水利樞紐要控制泄量，使黃河河曲段水量能從冰蓋下安全下泄，防止產(chǎn)生冰塞造成凌災；穩(wěn)封期萬家寨、龍口水利樞紐要均勻控制出庫泄量，穩(wěn)定封河冰蓋，減少河道槽蓄水量；開河期萬家寨、龍口水利樞紐要根據(jù)下游河段實際凌情，均勻控制下泄流量，要嚴格執(zhí)行批準的凌汛期調(diào)度運行計劃，按照“電調(diào)服從水調(diào)、水調(diào)服從防凌”的原則，盡可能控制泄量出現(xiàn)較大變幅，努力實現(xiàn)平穩(wěn)運行，避免黃河河曲段發(fā)生“武開河”局面，達到“文開河”目的。

5 結語

凌汛災害突發(fā)性強，不確定性因素多，防御難度大，且實現(xiàn)精準調(diào)控非常困難。所以，防凌是忻州市防洪保安工作的重中之重，在各級政府和上級部門的正確領導下，經(jīng)過精心準備，落實措施，有效預防，正確處置，實現(xiàn)了2016—2017年黃河河曲段防凌安全。但同時我們也清醒地認識到，無論從工程措施還是非工程措施方面均存在諸多不足，今后需認真總結經(jīng)驗，汲取教訓，根據(jù)存在的薄弱環(huán)節(jié)有針對性地開展強弱項、補短板，不斷提升防凌工作水平和應急處置能力，盡可能減少凌災損失，確保人民群眾生命財產(chǎn)安全。