尼爾基水庫中長期水文預報

黃曉宇，顏旭光，張 強

（嫩江尼爾基水利水電有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

1 概況

尼爾基水利樞紐位于黑龍江省與內蒙古自治區交界的嫩江干流中上游，右岸為內蒙古自治區莫力達瓦達斡爾族自治旗尼爾基鎮，左岸為黑龍江省訥河市二克淺鎮。壩址以上控制流域面積66382 km2，占嫩江流域面積的22.4%。

嫩江流域屬中溫帶季風氣候區，冬季寒冷干燥、春季多風、夏季溫濕多雨。多年平均降水量400～500 mm。尼爾基水利樞紐位于山區丘陵與平原的過度地帶，壩址附近的尼爾基站多年平均降水量475 mm，最大年降水量866 mm（1984年），最小年降水量296 mm（1976年）。該流域的降水年內分配極不均勻，降水量主要集中在6—9月份，占年降水量的80%以上；7—8月份雨量集中，占年降水量的50%以上；冬季降水量很少，僅占年降水量的5%以下。暴雨是形成本流域洪水的主要因素，多發生在7—8月份。

2 三大理論

2.1 波浪理論與方法

流域某一水文斷面的年徑流是按照循環波動的方式向前發展的，在一個循環內是以波浪的形式前進的。從尼爾基水庫年平均流量及10年滑動平均過程線（見圖1）可以看出，年平均流量存在豐枯交替、豐枯連續、豐水年段和枯水年段交替出現的規律。

以10年滑動平均線的谷年到下一個谷年為一個循環周期，則一個周期內包含了一個豐水年段和一個枯水年段。10年滑動平均線向上為豐水年段、向下為枯水年段。在一個循環周期內部，又表現出豐枯水年波動起伏的特點，稱為循環波動。

圖1 尼爾基水庫逐年平均流量過程線（1898—2009年）

尼爾基水庫的年徑流過程是呈波浪式運行的。一個完整的循環周期包括了7峰7谷共14個波浪。其中豐水年段9個波浪、枯水年段5個波浪。2010年處于第5周第2浪，屬于下降浪。

2.2 周期理論與方法

尼爾基水庫的來水具有明顯的周期性規律，周期理論與預報方法是做好水文中長期預報的重要途徑之一。“水文現象的出現，旱澇的發生具有周期性”。

由于水文現象存在多種周期，這些周期相互作用，使得平均周期不是整數年，小數誤差幾年積累下來以后，就會有一個上下1年的誤差，所以一般取周期出現當年及其前后1年作為旱澇的高發期。

2.3 前兆理論與方法

水旱災害的發生都要有一個長期的水汽和能量的積累過程，在這個過程中總會露出一些蛛絲馬跡，這就是前兆。抓前兆是大旱大澇預報最為關鍵的一環。“水文現象的出現，旱澇的發生是有前兆的”。點繪1971年以來的冬季降水量（11月至次年3月）與汛期降水量（6—9月）曲線（見圖2）。

圖2 尼爾基流域冬季降水與汛期降水曲線圖

由圖2可知，兩條曲線具有明顯的反比關系。汛期降水量在500 mm以上的5個年份（1990，1991，1993，1998和2003年），其冬季降水量正好相反，曲線呈明顯的反比關系。這是大水年的一個重要前兆。

3 結語

把三大理論與預報方法綜合起來就是：用波浪理論與預報方法把握一周趨勢（14浪，平均20多年）；用周期理論與預報方法找到大旱大澇的高發期（1～3年）；用前兆理論與預報方法鎖定目標（1年）。這樣，環環相扣，層層剝筍，預報結果自然就出來了。2010年嫩江尼爾基水庫水文中長期預報，見表2。

表2 嫩江尼爾基水庫2010年水文中長期預報表

[1]包為民.水文預報[M].北京：中國水利水電出版社.

[2]水利部水利信息中心.水情預報規范[R].中華人民共和國水利部.