浅谈黄河内蒙古段凌汛特征及风险预警

袁晓洋，袁国波

(1.包头广播电视台；2.包头市气象局，内蒙古 包头 014000)

1 黄河内蒙古段的地理特征

黄河内蒙古段，由宁夏石嘴山市北部的惠农区进入内蒙古境内，流经乌海、阿拉善、巴彦淖尔、鄂尔多斯、包头、呼和浩特等6个盟市。其中从乌海市拉僧庙到巴彦淖尔市杭锦后旗，河水由南向北流，而后折向东流，在河套、土默川平原徘徊后，到呼和浩特市托克托县又折转向南流，随后在鄂尔多斯市准格尔旗出境。干流全长830km，呈“几”字形环绕鄂尔多斯高原，流域坐标106.16°E～112.83°E，37.58°N～41.83°N，从南到北提升4.25个纬度，从西向东跨越6.67个经度。

从黄河源头到青铜峡2 600km的河道中，海拔由4 448m下降到1 133m，可谓“黄河之水天上来”。而内蒙古段河道上、下游落差仅162m，河道开阔，水流明显趋缓。由于黄河水中携带大量泥沙，缓慢的流速使得河床不断淤积。黄河流经的内蒙古段多为沙质土壤，加之河床在内蒙古段的淤积提升，使得行洪能力减弱，险工险段明显增多。尤其是进入河套地区后，由于流域所处的纬度较高，温度较低，每年的冬季河水流经这里便早于上下游而先行结冰，形成封河；当春季升温，封冻河道的融冰开河又会晚于上下游。此时，凌块在流速较缓、行洪能力差的河段易于壅冰阻水，甚至结成冰坝，引起水位迅速抬高，造成河水淘岸、漫堤、决口等险情。

2 黄河内蒙古段的气候特征

黄河凌汛主要是季节转换形成的。河水结冰是在水温降到0℃以下发生的。封冻期河水的温度达到0℃或以下，而解冻期河水温度在0℃以上。河水的温度变化主要是沿河地区及上、下游气温变化导致。

黄河内蒙古段从上游到下游有巴彦高勒、三湖河、头道拐3个水文站，位置分别位于巴彦淖尔市的磴口县、乌拉特前旗和呼和浩特市的托克托县。从上游到下游分别选取乌海、巴彦高勒、乌拉特前旗、包头和托克托的封、开河期间的月平均气温(见表1)。从表1中可以看出，在主要封河时段的12月份，平均气温从上游到下游逐渐降低，由乌海的-6.1℃降低到托克托的-8.7℃，二者的温差达到2.5℃，即三湖河以东成为黄河内蒙古段气温最低的段落。而在主要开河时段的3月份，乌海的月平均气温仍然比托克托高出2.3℃。可见，黄河内蒙古段的气候特征是上游气温高于下游。这样就造成在封河时下游先封而上游后封，在开河时恰好相反，下游后开而上游先开。这就使得冰凌在下游集中，阻塞河道，时常结成冰坝，造成上游涨水。

表1 1981年～2010年黄河内蒙古段凌汛期沿河站点平均气温 (单位:℃)

3 黄河内蒙古段的凌汛特征

凌汛开始的早晚与持续时间与沿河地区温度的变化直接相关。当入冬后冷空气活跃、影响频繁、最低温度偏低时，凌汛一般开始的早，反之则晚。开河期与封河是相反的过程，气温越高，开河速度越快，开河期越短。凌汛强度除与气象因子密切相关外，还与河道情况、河水流量、水位高低等因子相关。

流凌是河水温度下降到0℃或以下时，河水因冻结而产生的漂浮于河水表面、随河水流动的块状浮冰。封河前、开河后都会先出现流凌。流凌期是流凌从开始到结束的时间段。在封河期，气温越低，河水失热越快，流凌密度也越大，封冻也越快，流凌期也就越短。开河期则反之。

根据统计，从上游到下游，各水文站的流凌开始日期依次为：石嘴山12月2日，巴彦高勒11月30日，三湖河11月18日；开始封冻的日期依次为：石嘴山1月9日，巴彦高勒12月15日，三湖河12月7日。呈现明显的下游先封、上游后封的特征。

开河顺序与封河相反，上游的石嘴山2月25日首开，在穿越乌海市和阿拉善盟后，3月15日通过巴彦高勒，3月21日到达三湖河。呈现明显的上游先开、下游后开的特征。

河道是河水流动的载体，河道条件除与流经地的地理有关外，还与土壤的物理特性有关。一般用相对落差、弯曲程度、过流断面、河床淤积等水文参数表示。黄河内蒙古段河道相对落差比上下游都小，且河道弯曲段多，曲率比较大，表现为险工段多、险工段落长，因而河水流动时而向东，时而南北，水流对河岸的冲刷在南北方向上明显。在封河、开河期水位较高时，风向垂直于河道的较大风速会激起涌浪，拍击河岸，会造成土质堤坝裂口等险情，特别是河道较窄的弯曲处。

黄河流入内蒙古境内以后，河道变宽，浅滩弯道迭出，平面摆动较大，多畸形大弯。从巴彦高勒至托克托，较大弯道有69处，弯曲程度大，且坡度平缓，水流散乱，多岔河，河势极不顺。解冻开河时，在河道急弯或由宽到窄的狭窄段，易于卡冰结坝。在一些顺直段，由于坡缓多岔，也会搁浅。巴彦高勒以下，河床极不平稳，河势变动频繁，造成流凌下泄不畅。

4 凌汛风险预警

11月中旬，在封河期临近时，对乌拉特前旗站下一旬平均气温进行预报，当本旬与下一旬的温度差≥5.0℃，且下一旬平均气温≤-3℃以下时，则预报下一旬封河，并逐旬滚动。

当下游沿河地区日最低气温≤-5℃后，要绘制未来7d日平均气温和日最低气温变化曲线，若未来7d日平均气温恒定≤-5℃，同时最低气温恒定≤-8℃，则未来一周封河。

气温的变化会导致河道水位的变化。在开河时，当上游巴彦高勒的流量一定，三湖河、头道拐的流量会明显增大，有时高达1倍，说明河道内融冰形成的下泄流量大。此时若上游气温上升幅度较大，而下游气温上升幅度较小或不变，甚至下降，则极易在下游河道壅冰结坝，造成险情。在关注气温变化的同时，风力的变化也十分重要，当水位较高且风速较大，风向与河岸垂直时，河水的风浪会直接对堤岸护坝造成冲击。