松花江佳木斯段防凌爆破项目研究

  松花江佳木斯段防凌爆破项目研究  Summary：黑龙江上游倒开江明显、局部江段出现武开江，其它江河为文开江；如果开江期出现急剧的气温回暖及明显的降雨过程，嫩江上游、松花江中下游局部江段也有可能出现武开江，造成灾害。为2022年松花江佳木斯城区段开江腾出冰凌下泄空间。致使松花江佳木斯城区段上游绝大多数的凌汛冰凌快速下排，没有造成松花江佳木斯城区段江水水位大幅度上涨，确保了佳木斯城区及下游沿线的安全度汛。Keys：开江；降雨；灾害；安全度汛1.引言2022年2月10日，黑龙江省水利厅召开2022年第1次水旱灾害防御会商，根据目前冰情和气候预测情况，预计今年黑龙江上游、松花江中下游发生一般性冰坝可能性较大，但不排除发生灾害性冰坝的可能；嫩江上游、乌苏里江局部江段可能发生卡塞。分析研判春季旱涝和凌汛形势，安排部署防凌抗旱除涝方案。2.松花江佳木斯段超警冰凌调查分析近年来松花江佳木斯段出现三次超警戒水位冰凌汛：（1）松花江佳木斯段处于松花江下游，据记载，1981年春,在依兰至富锦365km河段内出现16处冰坝。（2）1994年4月17日，松花江佳木斯城区段发生了有史以来的最高冰坝。其水位达79.43米，比历史上最高水位高出0.23米，其具体过程是：4月16日8时，佳木斯站水位为76.08米，至4月17日8时水位为79.43米。（3）2021年4月11日，松花江佳木斯段出现凌汛，超警戒水位。近日，松花江佳木斯站水位为79.73米，超警戒水位0.43米。通过几次凌汛，尤其是1981年凌汛，冰坝头部堆冰高6～13m，壅高水位3～5m，河水出槽,冰排上岸。佳木斯市附近江心柳树岛上400多人遭洪水和冰排围困，造船厂、发电厂受淹，佳木斯市郊和哈市依兰、桦川两县被淹没和冲毁耕地15万亩，后经炮轰和炸药爆破，才破除冰坝。其次是1994年凌汛，造成佳木斯市沿江公园段许多船只损毁，松花江佳木斯沿江公园段多处浆砌石护坡、防浪损坏，岸边树木被损毁。再次就是2021年凌汛，江面卡塞严重。造成佳木斯沿江公园段、桦川县悦来镇沿江公园段多处混凝土板、浆砌石护坡损坏。3.防凌爆破段的确定松花江佳木斯段下游易形成卡塞、冰坝区域，基本都在松花江佳木斯段发电厂下游至松花江佳木斯段圳江村（白大通）区间位置，重点在松花江佳木斯段圳江村（白大通）详见图5所示。通过冰水情测量和河道地形、地势分析潜在冰坝发生区域，针对该区域开展防凌爆破，详见图1所示。图14.松花江佳木斯段圳江村（白大通）防凌爆破，爆破炸药破冰实施（1）爆破炸药破冰确定：根据松花江开河防凌爆破试验研究，推荐公式（3.1）-(3.2)作为本次冰凌爆破中冰盖厚度、冰下水深、冰下埋深和炸药用量之间的函数关系式：(3.1)(3.2)式中：Rc=爆破坑半径（m）；W=炸药重量（kg）；t=冰厚（m）；h=水深（m）。该拟合公式基本能够达冰厚、炸药重量和爆破坑半径之间的关系。考虑到之前实验数据序列较少，该公式尚需要在本次松花江爆破试验研究中得以补充和修正。（2）爆破半径计算程序已知：水深h(米)、冰层厚度t(米)、炸药量w(公斤)求：爆破半径Rc(米)详见表8。程序：LRTA=h B=t C=WD=w1/3THERc1=3.2*C-6.12*B+1.51*A+10.09*(B^2/D)-0.81*(A^2/D)-5.13*(B^3/D^2)+0.12*(B^3/D^2)THERc2=2.73*D-0.75*B+0.32*A+0.42*(B^2/D)-0.06*(A^2/D)（3）试验爆破半径确定   在水深3米，冰层厚度为1.1米的条件下：第一次爆破试验：4公斤炸药的爆破半经是3米。第二次爆破试验：6公斤炸药的爆破半经是4米。第三次爆破试验：8公斤是的爆破半经是5米。第四次爆破试验：10公斤是的爆破半经是6米。在水深3米，冰层厚度为1.1米的条件下，通过爆破试验，每孔装炸药量9公斤，理论爆破半经约5.5米，经验值是5.80~5.99米，爆破保证率为90%的情况下，爆破半径确保5米。水深3米，冰层厚度1.1米，炸药量9公斤，爆破半径5米。5.松花江佳木斯段圳江村冰凌爆破监测黑龙江省佳木斯生态环境监测中心对江面爆破是否会对环境质量产生影响进行了应急监测。大气环境质量对二氧化硫、氮氧化物，总悬浮微粒三种主要污染物分三个点位进行了采样监测；水环境质量对化学需氧量、高锰酸盐、氨氮、总磷、总氮、硝酸盐氮6种主要污染物进行了采样监测。从监测数据分析结果来看，对水、气环境质量没有产生影响。爆破期间我市空气环境质量均为优良。水样提取，使用无人机采样的过程，则不受自然地理条件的限制，即便是人员难以到达的区域依然可以定位采样，不仅节约人力物力，而且具有良好的稳定性和实际操控性，利用科卫泰KWT-X6L六璇翼无人机搭载多高清变焦摄像机及水样采集系统，根据多光谱反射率成像，准确提取爆破区内即时水样，提供即时的水样确保环境监测数据准确性。6.总结综上，2022年防凌汛工作，之所以取得佳木斯城区段流冰历时较短和佳木斯城区段凌汛开江水位较低的良好成果，其中主要原因，是佳木斯市防汛指挥部，于2022年3月16日至18日，在松花江佳木斯段圳江村（白大通）采取主动防凌爆破。在2022年3月18日2022年4月12日历时25天时间里，松花江佳木斯段张家通至白大通江段，长度约10公里，江面宽度1公里，面积大约10平方公里的江面冰凌基本输送流冰完成，为2022年松花江佳木斯城区段开江腾出冰凌下泄空间。致使松花江佳木斯城区段上游绝大多数的凌汛冰凌快速下排，没有造成松花江佳木斯城区段江水水位大幅度上涨，确保了佳木斯城区及下游沿线的安全度汛。 -全文完-