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今年开河缘何静悄悄?
——深度解读2018~2019年度防凌工作(下篇)
 
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2019-03-27

  □记者 都潇潇 通讯员 郝梦丹

  决胜之战,出非常之力。

  如果把防凌工作比作一场战役的话,那么这场战役中的主要敌人就是形成凌灾的主要因素——槽蓄水增量。

  而打赢这场战役的关键就在于运用好“作战图”、多年经验值加持,出神入化联调水库群,这不啻为黄河丰水凌汛期夺取全面胜利的三件法宝。

  精准确定作战图 直捣黄龙解难题

  其实,本年度的防凌形势并不乐观。

  2018年,黄河伏秋连汛,黄河上游来水较常年同期偏多8成。上中下游河道水量长时间维持在2000~3000立方米每秒。直到10月底,黄河河道依然是“一肚子”水。据预报,刘家峡水库以上河段,11月还将继续来水。

  11月1日,黄河就从防汛调度转入到防凌调度,这满槽子的水让黄委防凌调度人员的心一直悬着。历史上,黄河最早封河期在11月中旬,如果本年度气候异常……后果将不堪设想。

  尽管黄委水旱灾害防御局早在2018年7月就启动防凌预案编制工作;9月上旬,完成河道查勘,防洪工程及应急分凌工程等检查工作;9月底,召集流域水利枢纽管理单位、电力调度部门、地方防指等单位,广泛听取意见和建议。

  然而,基于防凌安全的大前提下,黄委需要综合各方诉求,以及考虑封河期可能潜在的不利因素。

  每年10月下旬至11月中下旬分别是宁夏冬灌期和内蒙古秋浇期,引水量大且时间集中。秋浇、冬灌后,每年的12月至翌年的3月引黄渠要向黄河退水。宁蒙河段引退水期与黄河凌汛期重叠,灌区引退水流量起伏较大,没有规律可循。

  冬五月期,正值西北电网的用电高峰。由于防凌需要,刘家峡水库出库流量减少,刘家峡及其以下梯级电站可供电量大幅度减少,加剧了西北地区冬季缺电。这种形势下,龙羊峡水库作为多年调节水库,凌汛期将根据刘家峡水库的出库流量进行适度调节。若刘家峡水库凌汛期运用水位过高,防凌库容就小,则龙羊峡水库及其以下梯级电站发电效益均受到较大影响。近年来,龙羊峡水库10月末蓄水位较高,且整个凌汛期出库流量受限,这将导致作为黄河水塔的龙羊峡水库翌年汛前弃水可能性增大,这将影响整个黄河流域水资源的综合利用和梯级水库电站的综合效益。

  封河流量越大,发生险情的风险就越高,一旦遇到不利的气温影响,极易形成冰塞灾害。面对超乎寻常的丰水凌汛期,黄委确定本年度凌汛期宁蒙河段采取大流量封河。通过合理推算,确定封河流量为750立方米每秒,为近20年来封河流量最大值。

  750!这一数据并不是凭空想象,而是基于黄委在编制防凌预案前期对河道过流能力、水库蓄水、河道区间来水、河道区间引水、天气变化等分析研究;基于国家授权黄委凌汛期全河水量统一调度30年的实战经验;基于适度风险下,综合考量黄河流域水资源合理利用及流域经济社会发展的大命题下确定的。

  事实证明,封河流量的调度是极为精准的,黄委通过对龙羊峡、刘家峡、海勃湾、万家寨水库整体运用,使得内蒙古河段最终封河流量为730立方米每秒,接近预案设定流量750立方米每秒。

  适宜的封河流量对年度防凌工作至关重要。

  这份“精准”颇为不易。举个简单的例子,从刘家峡水库到头道拐水文站,河道距离约1500千米,水流传播需要15天。黄委确定内蒙古河段最后一个把口站——即头道拐水文站的封河流量,就需要推算出15天内,刘家峡-头道拐区间河段可能出现的各种变量。

  这份“精准”颇为不易。在封河关键期,黄委在合理调控刘家峡水库的前提下,利用位于内蒙古上游的海勃湾水库进一步“微调”,使内蒙古河段封河前一日流量精准调至730立方米每秒,为黄河安度凌汛奠定了基础。

  联合调度水库群 釜底抽薪槽蓄水

  “打仗打要塞,攻击攻要冲。”

  凌汛期因受封冻冰盖等因素影响而滞溜在河道中的河槽蓄水量称为槽蓄水增量。据了解,槽蓄水增量是决定开河期的防凌安全的重要因素之一。

  黄河宁蒙河段凌汛期河道内形成的槽蓄水增量是引发开河凌情灾害的最主要原因。槽蓄水增量主要是以冰、冰花和滞留水构成。槽蓄水增量大,河道内蓄水多,就会造成堤防偎水长度增大,河道水位增高,增大防凌压力。

  由于宁蒙河段流向自低纬度到高纬度,解冻开河通常从宁夏河段开始由上到下,槽蓄水增量释放也是自上而下。开河关键期若气温骤升,大量冰水迅速聚集,容易壅水成灾。

  黄河上游兰州以上来水是决定宁蒙河段槽蓄水增量多少的主要因素,上游来水越多,宁蒙河段槽蓄水增量越多,对防凌越不利。凌汛期水库蓄水和区间来水约375亿立方米,较常年偏多两成,本年度凌汛期就是面对这样不利的局面。

  此外,如果上游来水过程波动较为剧烈,很容易造成槽蓄水增量的持续增长,且流量的波动会推动冰凌向下游河段聚集,导致封河期冰塞壅水,抬高水位。

  防凌调度看“龙刘”。只有把龙羊峡、刘家峡水库调度牌打好了,才能牢牢把握整个防凌战役的决胜权。因此,黄委在封河前期控制刘家峡水库的泄量,使内蒙古河段封河后水量能从冰盖下安全下泄,防止冰塞。稳封期,控制刘家峡水库出库流量的均衡,减少河道槽蓄水增量。开河期,进一步压减刘家峡水库出库流量,并且出库流量变幅不超过10%。

  如果说龙羊峡、刘家峡水库联合调度对内蒙古河段凌情发展起到决定性的作用,那么,作为黄河防凌调度的“新兵”,海勃湾水库在本年度封河期间则起到“精细微调”的作用,同时也为封河期间突发凌情,拦蓄凌水留有了余地。

  通过科学调度,本年度内蒙古河段最大槽蓄水增量仅为7.5亿立方米,较1970~2015年均值12.7亿立方米偏少45%,为近30年来最少,大大减少了内蒙古河段防凌压力。

  多年实战经验值 保驾护航黄河澜

  黄河的防凌水库调度,先后经历了分河段防凌水量调度和全河防凌水量统一调度两个阶段。1989年之前,黄河凌汛期水库调度主要由刘家峡水库围绕宁蒙河段凌情进行水量调度,三门峡水库围绕下游河段凌情进行水量调度。1986年龙羊峡水库投入运用后,经国务院批准,1989年1月起,黄委负责凌汛期全河水量统一调度。

  弹指一挥间。经过多年实战经验,黄委在实践中探索,在探索中总结、在总结中完善,逐步建立起一整套的水库调度模式和防凌管理运行机制。

  本年度,黄委按照“上控、中分、下泄”的调度思路,精准调控龙羊峡、刘家峡、海勃湾、万家寨、龙口、小浪底等骨干水库,及时启用内蒙古应急分洪区。

  11月上半月,在预腾防凌库容的情况下,满足宁蒙河段秋浇冬灌用水和上游梯级发电需求要求控制水库下泄流量,于11月16日将刘家峡水库水位降至1721米。

  封河前,按宁蒙河段设计封河流量控制刘家峡水库泄流量,并降低海勃湾和万家寨水库运用水位至1071米和970米,防止产生冰塞造成灾害。

  封河后,在兼顾兰州市城市生活供水安全的基础上,对刘家峡水库实施控泄,减少河道槽蓄水增量。

  开河期,进一步压减刘家峡水库泄流量,适时运用海勃湾水库拦蓄河道流量;启用内蒙古应急分凌区,向乌兰布、河套灌区及乌梁素海、小白河、杭锦淖尔分洪区共分滞凌水4.95亿立方米;考虑开河速度较快,槽蓄水量集中释放,进一步降低万家寨水库运用水位至959.84米,为平稳开河创造了有利条件。

  凌汛期间,黄河干流主要水库发电175.5亿度,较去年增加27%,充分利用分凌洪水向乌梁素海生态补水1.81亿立方米,引黄入冀补淀调水3.47亿立方米。在确保防凌安全的同时,实现了供水、灌溉、发电、生态补水、凌水资源化等多重目标。

  经过三十年的调度实践,黄委积累了丰富的调度经验,初步形成较为完整黄河上游水库防凌调度方法,减少了封开河关键期冰塞冰坝壅水灾害发生概率,塑造了较为平稳的黄河宁蒙河段的凌情形势,降低了水库防凌风险,最大限度地减少了黄河沿岸人民群众生命和财产损失。

  特别是最近十多年,由于黄河宁蒙河段冬季气候明显增暖、人类活动影响强烈、河道冲淤变化剧烈且总体抬髙等因素影响下,黄河上游河道冰情形势日趋复杂,黄委在充分研究河道冰下过流能力特点和水流传播规律的基础上,水库群调度向着更加科学化和精细化发展。

  母亲河,她是温和的平静的,她也是狂放的喧嚣的。把脉母亲河,是无数治黄儿女毕生的追求和职责。然而,大自然所蕴含的无穷奥秘还需要去探寻。黄委各级各单位将继续加强防凌监测预报预警工作,进一步打造数据引领的水工程调度模型,以如履薄冰的态度,扎扎实实做好防凌工作,以实际行动履职尽责。

  来源:中国水利网站 2019年3月27日

都潇潇 郝梦丹
责任编辑:李旸
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