投稿信箱
网站地图
收藏本站
设为首页

主站首页

政务之窗
走进黄委规划计划政务信息政策法规水政信息人事信息公告公报
新闻资讯
黄河要闻局院信息基层动态水事纵览流域瞭望热点专题网上展厅媒体关注纪实特写
在线服务
服务指南表格下载许可决定在线申报水情水质引黄供水实用工具
互动平台
政务咨询投诉举报黄河访谈民意征集建议评论邮箱电话解疑释惑
黄河文化
文化传真文学天地艺术博览大河胜迹历史走廊民风民俗文体协会
黄河一览
黄河概况流域地图枢纽工程黄河记事黄河问答引黄灌区
当前位置: 首页 > 资料存盘 > 论文选粹 > 正文

黄河2017年第1号洪水认识与分析

魏军

责任编辑:范江涛 来源:

  2017年7月27日凌晨,黄河干流龙门站发生了黄河2017年第1号洪水,洪峰流量6010立方米每秒。洪水向下游演进过程中,在小北干流合阳河段发生了罕见的“揭河底”现象;小浪底水库在高水位对接情况下,成功塑造出异重流并通过排沙洞部分出库。本文在对这场洪水雨水情概况,河道水沙特点、洪水演进、小北干流“揭河底”现象,河道冲淤变化,洪水调度及异重流塑造,河势、工情、险情及灾情等进行简要介绍的基础上,全面分析该次洪水的特点及洪水调度情况,提出对当前黄河洪水及其调度工作的认识和建议。

  1 雨水情概况

  1.1 天气及降雨情况

  2017年7月25~26日,亚欧大陆中高纬度贝加尔湖附近的横槽转竖,且与巴尔喀什湖以东东移的短波槽合并,西太平洋副热带高压主体控制江淮—江南一带,构成两槽一脊并稳定维持。西风槽东移至内蒙古东部—华北东部,槽后西北气流控制山陕区间中北部。强大的副热带高压及印缅低压、热带辐合带源源不断地输送印度洋、太平洋及南海高温高湿水汽,并与巴尔喀什湖上空槽区分裂东移的冷空气及东亚沿海地区上空槽区回流的冷空气交汇于黄河流域。

  受高空槽底部冷空气与副热带高压外围暖湿气流共同影响,黄河中游山陕区间中北部大部地区降大到暴雨,100毫米以上降雨量笼罩面积为7560平方千米。暴雨区笼罩山陕区间中部支流无定河、清凉寺沟、湫水河、三川河等流域,暴雨中心主要集中在无定河支流大理河流域,面平均雨量达139.0毫米。该次降雨呈现时空分布集中、强度大的特点。

  1.2 洪水概况

  受降雨影响,山陕区间中部干支流普遍涨水,无定河流域干支流多个水文站出现建站以来或近几十年来最大洪峰流量,其中无定河支流大理河绥德站和无定河干流白家川站分别为1959年、1975年建站以来最大洪水。黄河吴堡以上洪水与无定河、三川河等支流

  洪水汇合至龙门站,7月27日1时6分洪峰流量为6010立方米每秒,为黄河2017年第1号洪水,27日14时最大含沙量为291千克每立方米。潼关站28日7时0分最大流量为3230立方米每秒,28日29时最大含沙量为90千克每立方米。

  三门峡水库防洪运用,7月27日20时开始加大泄流量,28日22时48分最大出库流量为3190立方米每秒,28日0时最大出库含沙量为457千克每立方米。

  该次洪水中,吴堡站次洪总量为3.121亿立方米,其中干流来水占63.6%;龙门站次洪总量为5.69亿立方米,其中干流来水占52.7%;潼关站次洪总量为6.595亿立方米,干流龙门以上来水占82.7%;三门峡水库泄洪量为6.455亿立方米。

  2 河道水沙特点

  2.1 洪水泥沙特点

  2.1.1 无定河高含沙洪水特点

  无定河白家川站26日10时12分洪峰流量为4500立方米每秒,同日9时42分最大含沙量为980千克每立方米。洪水主要来自无定河赵石窑以下区间干支流,特别是大理河流域,泥沙来自流域侵蚀和河道冲刷。

  从洪水期无定河各支沟小流域实测最大含沙量看,大理河支流小理河李家河站最大含沙量为260千克每立方米,岔巴沟曹坪站为271千克每立方米,无定河左岸支沟韭园沟为160千克每立方米、裴家峁为380千克每立方米、小河沟为138千克每立方米。各小流域最大含沙量一般在380千克每立方米之间,而大理河和无定河出口控制站的最大含沙量在800千克每立方米以上,均大于各支沟及上游站。以上数据说明,洪水期来沙量中,除了流域坡面的侵蚀量之外,洪水流经区间河道补充了部分泥沙量,导致把口站含沙量增大。该次洪水造成子洲、绥德县城受淹,水深约为3米,泥沙大量落淤,泥沙落淤量按1000万立方米考虑,约为1400万吨。

  该次无定河洪水呈现出产汇流快、突发性强、洪峰高、含沙量大的显著特点。经初步分析认为:无定河洪水的水沙过程基本对应;洪水期河床冲刷补给泥沙明显;大理河支流清水沟上的清水沟水库溃决对下游洪水影响很小;无定河流域现有水利水保措施遇到“7.26”这样的大暴雨,减水减沙作用有限,超过一定强度的降雨仍会产生大量的洪水和泥沙。

  2.1.2 北干流河段洪水泥沙特点

  黄河2017年第1号洪水期,府谷至吴堡区间支流秃尾河、佳芦河、清凉寺沟、湫水河等相继发生洪水,但洪峰流量均不大(最大为湫水河林家坪站26日5时36分洪峰流量640立方米每秒),黄河干流流量也较小(府谷站相应最大流量575立方米每秒),但吴堡站洪峰流量达3560立方米每秒,形成一个陡涨陡落型洪水过程。经初步分析认为,主要是吴堡河段干流两岸(清凉寺沟至吴堡区间)普降暴雨使得无控区加水较多所致。初步估算,这一区间产生的最大流量约为2000立方米每秒。

  吴堡站至龙门站洪峰传播时间为17.1小时,无定河白家川站至龙门站洪峰传播时间为14.9小时,龙门站以上河段洪水传播时间基本正常。第1号洪水洪峰从龙门站传播到潼关站历时近30小时,与1997年以来类似洪水传播时间平均值相比,偏大约8小时。

  该次洪水吴堡、白家川、后大成3个站合成洪峰流量约为8500立方米每秒,至龙门站洪峰流量为6010立方米每秒,削峰率为29.3%。洪水在小北干流河道演进过程中坦化明显,潼关站(7月28日7时0分)洪峰流量衰减至3230立方米每秒,削峰率为48.1%。

  2.2 河道冲淤变化

  吴堡站次洪沙量为0.2044亿吨,主要来自府谷至吴堡区间。府谷至吴堡段支流次洪沙量共0.0690亿吨,其中湫水河来沙量最大,为0.0394亿吨。龙门站次洪沙量为0.6015亿吨,无定河来沙量较大;无定河白家川站次洪沙量为1.0205亿吨,三川河后大成站输沙量为0.0648亿吨。龙门站以上干流加主要支流输沙量共1.2918亿吨,显著大于龙门站输沙量,可见吴堡至龙门区间泥沙发生淤积,淤积泥沙0.6903亿吨,占总来沙量的53.4%,与历史上该河段洪水期略有冲刷的基本特性相反。

  华县站输沙量为0.0317亿吨,头站输沙量为0.0324亿吨,龙门至潼关区间合计来沙量为0.6656亿吨,潼关站输沙量为0.3083亿吨,龙门至潼关河段淤积泥沙0.2573亿吨,三门峡站输沙量为0.7069亿吨,潼关以下三门峡库区冲刷泥沙0.3496亿吨。

  综合黄河第1号洪水前、后潼关高程推算结果,洪水后潼关高程下降约0.08米。

  2.3 “揭河底”现象

  2017年7月27日1时6分,黄河龙门站出现6010立方米每秒洪峰,黄河陕西合阳段榆林续建工程处水位27日0时起涨,27日9时30分达到峰值。28日在龙门水文站下游约50千米的榆林河段发生了“揭河底”现象。初步分析认为,此次“揭河底”发生的原因主要有:一是含沙量大;二是揭底位置处的河道突然缩窄,河道断面流速增大;三是该河段“揭河底”前比降为0.051%以上,达到“揭河底”发生的比降条件。

  3 洪水调度

  3.1 调度过程

  针对该次洪水过程,综合考虑河道洪水演进、小浪底水库汛限水位动态控制试验及排沙减淤等需求,结合其他来水区间的雨情、水情、沙情,黄河防总办公室组织实施了三门峡水库先控泄后敞泄、小浪底水库以拦洪为主的联合调度运用。

  为应对中游高含沙洪水,三门峡水库自7月27日20时左右(潼关流量升至1500立方米每秒)开始按照2500立方米每秒流量控泄,相应小浪底库水位237.74米(对接水位)。27日20时20分开启三门峡大坝10号底孔,逐步开始控泄,至23时25分全部开启12个底孔及2条隧洞,直至敞泄运用。当潼关流量回落至1500立方米每秒以下时,三门峡水库开始回蓄。至7月30日8时,库水位回升至304.75米,转入汛期正常运用。

  小浪底水库调度运用分为三个阶段:洪水前期仍保持以汛限水位动态控制试验为主的运用方式;当异重流运行至接近坝前时,适时开启排沙洞泄洪排沙;根据泥沙出库情况,恢复以汛限水位动态控制试验为主的调度运用方式。

  3.2 调度效果

  整个洪水过程三门峡水库出库水量为6.46亿立方米,潼关以下三门峡库区冲刷泥沙3986万吨,实现了恢复漏斗区库容的目标;通过三门峡水库先控泄、后敞泄,形成了有利于小浪底库区人工塑造异重流的水沙过程,有效调整了库尾淤积形态,成功塑造了异重流并实现了排沙出库;其间,小浪底水库最高蓄水位为240.07米,保证了水库汛限水位动态控制试验的顺利开展;调度过程结束后,小浪底水库蓄水位为239.87米,相应蓄水量为22.03亿立方米,为后期下游抗旱储备了水源;黄河下游花园口站8月3日6时最大流量为1090立方米每秒,确保了下游防洪安全。

  7月28日17时30分,在小浪底库水位达到237.8米时,HH28断面(距坝46.2千米)处监测到异重流潜入。

  7月31日13时45分,人工塑造异重流在较高库水位条件下通过小浪底水库3号排沙洞顺利出库,从潜入到异重流开始排沙出库,时间约为68小时。三门峡水库下泄水量约为6.46亿立方米,小浪底水库共排出泥沙21.65万吨。

  4 工情、险情及灾情

  经过对比分析,黄河小北干流河段在高含沙洪水的作用下,河道汊流减少,水面束窄,心滩面积和数量大幅减少,主流曲率变小,水流变得顺畅。鉴于该次洪水过程持续时间较短,洪峰流量和洪水总量不大,虽局部产生“揭河底”现象,但对河势影响不大,河势整体稳定,但小北干流河段、三门峡库区多处工程发生险情。

  洪水期间,小北干流河段最大漫滩面积0.626万公顷,其中:山西侧漫滩0.455万公顷,陕西侧漫滩0.171万公顷。滩区农作物受灾面积0.590万公顷,农作物绝收面积0.076万公顷,直接经济损失4808万元。陕西、山西两省共撤离黄河滩区人员6823人。

  5 认识与建议

  5.1 黄河流域长期气候特征没有改变

  2017年7月,黄河三大洪水来源区之一的河(河口镇)龙(龙门)区间无定河流域发生历史超强降雨,降水量100毫米以上的笼罩面积7560平方千米,暴雨中心无定河支流大理河绥德站、干流控制站白家川站分别出现了1959年和1975年以来最大洪水,降雨之强、洪峰之高、沙量之大是近几十年来该流域未曾出现的。这场暴雨洪水再一次给人们敲响了警钟,尽管近几十年来,黄河暴雨洪水强度有所减弱,洪水量级减小,水土保持作用的发挥,使水文情势在短期内发生了一些改变,但是,由于流域所处的地理位置、地形条件和气候特征并没有改变,降水本身也有丰枯交替的规律,因此,从长期看,黄河流域暴雨洪水发生的概率仍然很大,尤其是近年来极端气候事件增加,在特定天气条件下,极有可能发生1933年8月那样的大面积连续暴雨过程,而且这类暴雨强度大,汇流快,洪水预见期短,水沙俱下,洪水调度的难度大。因此,暴雨洪水防御始终是黄河防汛工作的重中之重。

  5.2 高含沙量洪水发生的可能性依然较大

  黄河山陕区间是黄河流域主要洪水和泥沙来源区之一,尤其河口镇至龙门区间是流域最大的暴雨极值发生区,历史上曾频繁发生较大的暴雨洪水。近几十年来,由于降雨因素和人类活动对下垫面影响,以及流域内经济社会的快速发展、工农业生产和城乡生活用水大幅度增加,因此河道内水量明显减少,加上水库工程的调蓄作用,黄河水沙关系发生了明显变化。分析资料显示,这种变化源于自20世纪90年代以来,黄河中游降雨量减少,暴雨洪水强度减弱,暴雨发生频次减少以及水利水保措施的作用。在这种背景条件下,中小强度的降雨,落地后就被林草植被和梯田拦截,难以形成径流,直接表现就是来水来沙减少。但是,由于黄土丘陵沟壑区地质条件没有改变,雨强是影响侵蚀产沙的重要因素,因此遇到像“7.26”这样的历史超强降雨,若持续时间再长些,笼罩面积再向上游多沙粗沙区扩展,发生高含沙量洪水的可能性依然较大。

  5.3 黄河水沙调控体系尚不完善

  黄河2017年第1号洪水期间,黄河防总办公室联合调度三门峡和小浪底水库,实现了小浪底水库水位在237.74米条件下成功塑造异重流并部分排沙出库的目标,这次利用汛期洪水塑造异重流的调度实践,在小浪底水库第19次调水调沙塑造异重流过程中,无论是对接水位还是异重流运行距离等指标都取得突破,为水库异重流在高水位条件下产生的临界状态和运行规律的研究积累了原始资料。但是,在这场水库群水沙联合调度的实践中,也深深感到了黄河水沙调控体系不完善对塑造协调水沙关系的制约。该次洪水调度,小浪底水库异重流从形成到行进至坝前排沙出库,经历了长达68小时,由于后续没有水源支撑,加上还要考虑抗旱蓄水,因此排沙洞开启时间非常短,排沙量有限。如果古贤水库建成运用,则可以与三门峡、小浪底水库联合运用,有效处置中游高含沙洪水,塑造异重流排沙出库,并尽可能多地输沙入海,为延长小浪底水库宝贵的淤沙库容使用年限争取时间。因此,建议尽快完善黄河水沙调控工程体系,加快古贤水利枢纽工程前期工作步伐,争取早日开工建设。

  5.4 梯级水库联合调度实现了多赢

  2017年7月,黄河上游地区旱情严重,主要来水区来水偏少40%~60%,龙羊峡水库水位处于历史同期低位。而山陕区间中北部却发生了近年来最大强降雨过程,一方面要考虑上游水库蓄水和流域抗旱,另一方面还要联合调度中游水库群防洪减灾减淤。按照国家防总总体部署,黄河防总办公室贯彻“两个坚持、三个转变”防灾减灾新理念,加强汛情滚动分析和会商研判,统筹流域整体汛旱情势,针对不同区域来水的实际情况,科学调度黄河上、中游水库群,合理调配水资源,有效应对上游旱情,协调水沙关系,妥善处理中游洪水,在确保下游防洪安全的前提下,既实现了水库减淤,又按照小浪底水库汛限水位动态控制试验方案,最大限度地拦蓄洪水资源,实现了洪水资源化利用,为后期下游抗旱储备了水源。

  (作者简介:魏军,高级工程师,研究方向为防汛(凌)调度管理与水文水资源。)


发布时间:2018年01月16日
网站简介 |  联系方式 |  免责声明 |  加盟信息
Copyright 2001-2011 YRCC.CN All Rights Reserved.
豫ICP备 14028857号 水利部黄河水利委员会版权所有
主办:水利部黄河水利委员会 承办:黄河网站 技术支持:信息中心

黄委总机:0371-66022222 地址:郑州市金水路11号 邮编:450004 黄河网站电话:0371-66023875 66023838 66023861
投稿信箱:hhw@yrcc.gov.cn QQ:1029849573