淺談黃河內(nèi)蒙古段凌汛特征及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

袁曉洋，袁國(guó)波

(1.包頭廣播電視臺(tái)；2.包頭市氣象局，內(nèi)蒙古 包頭 014000)

1 黃河內(nèi)蒙古段的地理特征

黃河內(nèi)蒙古段，由寧夏石嘴山市北部的惠農(nóng)區(qū)進(jìn)入內(nèi)蒙古境內(nèi)，流經(jīng)烏海、阿拉善、巴彥淖爾、鄂爾多斯、包頭、呼和浩特等6個(gè)盟市。其中從烏海市拉僧廟到巴彥淖爾市杭錦后旗，河水由南向北流，而后折向東流，在河套、土默川平原徘徊后，到呼和浩特市托克托縣又折轉(zhuǎn)向南流，隨后在鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗出境。干流全長(zhǎng)830km，呈“幾”字形環(huán)繞鄂爾多斯高原，流域坐標(biāo)106.16°E～112.83°E，37.58°N～41.83°N，從南到北提升4.25個(gè)緯度，從西向東跨越6.67個(gè)經(jīng)度。

從黃河源頭到青銅峽2 600km的河道中，海拔由4 448m下降到1 133m，可謂“黃河之水天上來(lái)”。而內(nèi)蒙古段河道上、下游落差僅162m，河道開(kāi)闊，水流明顯趨緩。由于黃河水中攜帶大量泥沙，緩慢的流速使得河床不斷淤積。黃河流經(jīng)的內(nèi)蒙古段多為沙質(zhì)土壤，加之河床在內(nèi)蒙古段的淤積提升，使得行洪能力減弱，險(xiǎn)工險(xiǎn)段明顯增多。尤其是進(jìn)入河套地區(qū)后，由于流域所處的緯度較高，溫度較低，每年的冬季河水流經(jīng)這里便早于上下游而先行結(jié)冰，形成封河；當(dāng)春季升溫，封凍河道的融冰開(kāi)河又會(huì)晚于上下游。此時(shí)，凌塊在流速較緩、行洪能力差的河段易于壅冰阻水，甚至結(jié)成冰壩，引起水位迅速抬高，造成河水淘岸、漫堤、決口等險(xiǎn)情。

2 黃河內(nèi)蒙古段的氣候特征

黃河凌汛主要是季節(jié)轉(zhuǎn)換形成的。河水結(jié)冰是在水溫降到0℃以下發(fā)生的。封凍期河水的溫度達(dá)到0℃或以下，而解凍期河水溫度在0℃以上。河水的溫度變化主要是沿河地區(qū)及上、下游氣溫變化導(dǎo)致。

黃河內(nèi)蒙古段從上游到下游有巴彥高勒、三湖河、頭道拐3個(gè)水文站，位置分別位于巴彥淖爾市的磴口縣、烏拉特前旗和呼和浩特市的托克托縣。從上游到下游分別選取烏海、巴彥高勒、烏拉特前旗、包頭和托克托的封、開(kāi)河期間的月平均氣溫(見(jiàn)表1)。從表1中可以看出，在主要封河時(shí)段的12月份，平均氣溫從上游到下游逐漸降低，由烏海的-6.1℃降低到托克托的-8.7℃，二者的溫差達(dá)到2.5℃，即三湖河以東成為黃河內(nèi)蒙古段氣溫最低的段落。而在主要開(kāi)河時(shí)段的3月份，烏海的月平均氣溫仍然比托克托高出2.3℃。可見(jiàn)，黃河內(nèi)蒙古段的氣候特征是上游氣溫高于下游。這樣就造成在封河時(shí)下游先封而上游后封，在開(kāi)河時(shí)恰好相反，下游后開(kāi)而上游先開(kāi)。這就使得冰凌在下游集中，阻塞河道，時(shí)常結(jié)成冰壩，造成上游漲水。

表1 1981年～2010年黃河內(nèi)蒙古段凌汛期沿河站點(diǎn)平均氣溫 (單位:℃)

3 黃河內(nèi)蒙古段的凌汛特征

凌汛開(kāi)始的早晚與持續(xù)時(shí)間與沿河地區(qū)溫度的變化直接相關(guān)。當(dāng)入冬后冷空氣活躍、影響頻繁、最低溫度偏低時(shí)，凌汛一般開(kāi)始的早，反之則晚。開(kāi)河期與封河是相反的過(guò)程，氣溫越高，開(kāi)河速度越快，開(kāi)河期越短。凌汛強(qiáng)度除與氣象因子密切相關(guān)外，還與河道情況、河水流量、水位高低等因子相關(guān)。

流凌是河水溫度下降到0℃或以下時(shí)，河水因凍結(jié)而產(chǎn)生的漂浮于河水表面、隨河水流動(dòng)的塊狀浮冰。封河前、開(kāi)河后都會(huì)先出現(xiàn)流凌。流凌期是流凌從開(kāi)始到結(jié)束的時(shí)間段。在封河期，氣溫越低，河水失熱越快，流凌密度也越大，封凍也越快，流凌期也就越短。開(kāi)河期則反之。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，從上游到下游，各水文站的流凌開(kāi)始日期依次為：石嘴山12月2日，巴彥高勒11月30日，三湖河11月18日；開(kāi)始封凍的日期依次為：石嘴山1月9日，巴彥高勒12月15日，三湖河12月7日。呈現(xiàn)明顯的下游先封、上游后封的特征。

開(kāi)河順序與封河相反，上游的石嘴山2月25日首開(kāi)，在穿越烏海市和阿拉善盟后，3月15日通過(guò)巴彥高勒，3月21日到達(dá)三湖河。呈現(xiàn)明顯的上游先開(kāi)、下游后開(kāi)的特征。

河道是河水流動(dòng)的載體，河道條件除與流經(jīng)地的地理有關(guān)外，還與土壤的物理特性有關(guān)。一般用相對(duì)落差、彎曲程度、過(guò)流斷面、河床淤積等水文參數(shù)表示。黃河內(nèi)蒙古段河道相對(duì)落差比上下游都小，且河道彎曲段多，曲率比較大，表現(xiàn)為險(xiǎn)工段多、險(xiǎn)工段落長(zhǎng)，因而河水流動(dòng)時(shí)而向東，時(shí)而南北，水流對(duì)河岸的沖刷在南北方向上明顯。在封河、開(kāi)河期水位較高時(shí)，風(fēng)向垂直于河道的較大風(fēng)速會(huì)激起涌浪，拍擊河岸，會(huì)造成土質(zhì)堤壩裂口等險(xiǎn)情，特別是河道較窄的彎曲處。

黃河流入內(nèi)蒙古境內(nèi)以后，河道變寬，淺灘彎道迭出，平面擺動(dòng)較大，多畸形大彎。從巴彥高勒至托克托，較大彎道有69處，彎曲程度大，且坡度平緩，水流散亂，多岔河，河勢(shì)極不順。解凍開(kāi)河時(shí)，在河道急彎或由寬到窄的狹窄段，易于卡冰結(jié)壩。在一些順直段，由于坡緩多岔，也會(huì)擱淺。巴彥高勒以下，河床極不平穩(wěn)，河勢(shì)變動(dòng)頻繁，造成流凌下泄不暢。

4 凌汛風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

11月中旬，在封河期臨近時(shí)，對(duì)烏拉特前旗站下一旬平均氣溫進(jìn)行預(yù)報(bào)，當(dāng)本旬與下一旬的溫度差≥5.0℃，且下一旬平均氣溫≤-3℃以下時(shí)，則預(yù)報(bào)下一旬封河，并逐旬滾動(dòng)。

當(dāng)下游沿河地區(qū)日最低氣溫≤-5℃后，要繪制未來(lái)7d日平均氣溫和日最低氣溫變化曲線，若未來(lái)7d日平均氣溫恒定≤-5℃，同時(shí)最低氣溫恒定≤-8℃，則未來(lái)一周封河。

氣溫的變化會(huì)導(dǎo)致河道水位的變化。在開(kāi)河時(shí)，當(dāng)上游巴彥高勒的流量一定，三湖河、頭道拐的流量會(huì)明顯增大，有時(shí)高達(dá)1倍，說(shuō)明河道內(nèi)融冰形成的下泄流量大。此時(shí)若上游氣溫上升幅度較大，而下游氣溫上升幅度較小或不變，甚至下降，則極易在下游河道壅冰結(jié)壩，造成險(xiǎn)情。在關(guān)注氣溫變化的同時(shí)，風(fēng)力的變化也十分重要，當(dāng)水位較高且風(fēng)速較大，風(fēng)向與河岸垂直時(shí)，河水的風(fēng)浪會(huì)直接對(duì)堤岸護(hù)壩造成沖擊。