凌汛,俗稱冰排,是冰凌對水流產生阻力而引起的江河水位明顯上漲的水文現象。通俗地說,就是水錶有冰層,且破裂成塊狀,冰下有水流,帶動冰塊向下遊運動,當河堤狹窄時冰層不斷堆積,造成對堤壩的壓力過大,即為凌汛。冰凌有時可以聚集成冰塞或冰壩,造成水位大幅度抬高,最終漫灘或決堤,稱為凌洪。在冬季的封河期和春季的開河期都有可能發生凌汛。
黃河流域東西跨越23個經度,南北相隔10個緯度,地形和地貌相差懸殊,徑流量變幅也較大。同時,因為冬季平均氣溫都在0攝氏度以下,因此黃河幹流和支流冬季都有不同程度的冰凌現象出現。這些冰情除對冬季的水運交通、供水、發電及水工建築物等有直接影響外,尤其在河流中出現冰塞、冰壩這種特殊冰情以後,還會導致凌洪泛濫成災。
解放前,因凌汛決堤而泛濫成災的事,幾乎年年發生,每次決口,都給沿河人民的生命財產造成嚴重的損失。採訪中記者了解到,多年來,山東黃河河務局試過多種破除冰凌的方式,所有的方式中炸藥爆破效果較好,至今仍採用。
封河往往先從東營段起
產生凌汛的自然條件取決於河流所處的地理位置及河道形態。在高寒地區,河流從低緯度流向高緯度並且河道形態呈上寬下窄,河道彎曲迴環的地方出現嚴重凌汛的可能性較多。
對黃河來說,在流凌期,黃河下遊河道在冬季氣溫降至零攝氏度以下、水溫到達零攝氏度,河水表面開始結冰,水內產生冰花。冰花隨水流而下逐漸凝結成冰花團或冰塊,俗稱淌凌,一般年份流凌期多在12月。
黃河東營段地理緯度比中遊段偏高,據介紹,河南蘭考段地處北緯34°50′,東營段為37°50′。同時,黃河東營段冬季平均氣溫比中遊地區偏低3.3℃,穩定轉負日期比中遊早13天,負氣溫持續天數比中遊長40多天。因此,一般年份,封河往往先從東營段起,次第向上封。封河日期最早為12月1日(1987年),最晚為2月1日(1971年),封冰期多年平均為53天,最長時達85天(1967—1968年度)。冰蓋厚度一般在20釐米左右,插封時可達50—70釐米,1957年曾測到100釐米的冰孔和斷面。主溜河道冰蓋下多有冰花、冰屑滯流,最大厚度3米以上。濟南以上河段冰厚一般在10釐米左右,冰蓋下冰花、冰屑較少。
解凍開河先自中遊段起,次第下開至東營河段。東營段開河日期最晚為3月18日。氣溫忽高忽底,水量忽大忽小的年份,常造成一年數封數開的局面。水大天冷時,水鼓冰開,稱為「武開河」,龐大堅硬的冰塊極易插塞,最為兇險。
凌汛的水量傳播與伏秋大汛相反,自上中遊而下逐步遞增。河道封冰上至河南省滎陽汜水河口,長達623公裡,河道內蘊藏大量河谷蓄水,一般年份在5—13億立方米之間。1955年1月開河時,花園口至利津河谷蓄水量達16.18億立方米。中遊氣溫轉暖開河時,大量河谷蓄水挾帶冰凌次第合併而下,步步增加。1972年凌汛,洪水流量在孫口站為672立方米每秒,至濼口增為1270立方米每秒,到達利津時激增到2230立方米每秒。1950年以來,利津站最大凌洪流量為3430立方米每秒(1957年2月28日)。河水內雜以冰塊、冰絮滯流,流速較緩,同流量水位比伏汛高。1977年1月1日,利津水文站流量為595立方米每秒,水位卻高達13.71米,接近1958年1.04萬立方米每秒洪峰水位。1955年1月29日,凌洪流量1960立方米每秒,水位高達15.31米,為利津水文站歷史上最高水位。
中遊河段次第解凍開河,大量冰水合併而下,東營段河面仍然固封,加之尾閭淺窄彎曲,極易壅冰插塞,數小時內即成冰堆、冰橋、冰壩。冰壩積冰如山,直插河底,水無去路,暴漲如沸,漫溢大堤而成災,較難抵禦。
試過多種預防措施防凌
清末、民國年間,凌汛時用木料在埽壩前綁紮冰排,防止冰插埽壩成險,別無其他防凌措施。大堤防守同防洪。
解放後開始探索凌汛形成及發展規律,並試用多種預防措施。1950—1960年,防凌以破冰為主,主要方法有鑿打冰溝、撒土(灰)融冰、人工撬撥、船隻晃壓、飛機大炮轟炸、炸藥包爆破等。1958年1月,山東黃河河務局特製兩艘破冰船下水試用。被破碎的冰塊在河口淺灘及河道彎曲處滯留,重新封固。且冰厚超過30釐米,冰絮多,水量小時無法使用,次年停止試驗。以上措施,唯炸藥爆破效果較好,至今仍採用。
1960年三門峽水庫建成後,防凌措施發展到以調節河道水量為主、冰凌爆破為輔的階段。上級河務部門按科學數據控制三門峽出庫水量,沿黃涵閘匯水削減凌峰,為下遊創造「文開河」的條件,30多年來,效果顯著。然而三門峽以下數十億立方米河谷蓄水仍是東營段的嚴重威脅。歷年防凌,不敢稍懈,各縣區組織若干冰凌爆破隊,掌握時機,在開河前三四天內突擊爆破,使段內冰蓋破碎入海,防止上遊浮冰下洩被阻插塞。上遊大量浮冰下洩時,爆破隊隨凌追擊,隨插隨炸。數十年來確保凌汛安瀾。
(記者 閆雯雯 整理)
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讓我們走進黃河東營段的水文觀測站。1930年1月,山東省建設廳在利津設雨量站。1931年6月,山東河務局在利津大馬家和王家莊設水標站,定期觀測水位。1934年,黃委會在利津彩家莊設水文站,測驗項目有水位、流量、含沙量、輸沙量及氣象,同時在利津紀家莊設水位站。1937年,麻灣決口,次年花園口改道河竭,各站停測。