拉林河蔡家溝防洪斷面(水文站)防汛特征水位分析計算

劉廣成，張 新，狄方洪

( 哈爾濱水文局，哈爾濱150010)

1 基本情況

拉林河是松花江右岸一級支流，發源于吉林省敦化市別石砬子山，總河長406 km，流域面積19 125 km2，屬中型河流，是黑龍江省和吉林省界河，其中黑龍江省流域面積為10 600 km2，河流流經尚志、五常、雙城、舒蘭、榆樹和扶余等6個市縣，在哈爾濱上游150 km處匯入松花江。拉林河干流共有3 條支流，右岸有牤牛河，流域面積5 300 km2;左岸有溪浪河，流域面積3 041 km2、卡岔河流域面積為3 085 km2。

拉林河在大嶺山以上為山區，地勢坡度大。溪浪口往上至大嶺山為丘陵區、山區，面積約占總面積的61.4%，河道狹窄，坡度大，較順直; 溪浪河口以下多屬平原區，面積約占總面積的31%，海拔高度在160 ～200 m;其余為洼地和沼澤區，面積約占總面積的7.6%，河道彎曲較甚，岔河串溝較多，坡度變小，過水斷面逐漸加寬。

蔡家溝防洪斷面位于拉林河下游雙城市境內，防洪斷面在拉林河右岸石家堤段3 +900 處，位置與吉林省蔡家溝水文站基本水尺斷面一致。蔡家溝水文站位于拉林河下游，至河口距離95 km，控制面積18 339km2。蔡家溝站1926年建站，基本水尺設在濱長線拉林河鐵路橋橋墩上。1934—1943年遷至橋下50 m，改站名為蔡家溝( 二) 站，1944年至今遷至橋上1000m，改站名為蔡家溝( 三) 站。

水文站上游右岸一級支流牤牛河建有龍鳳山水庫，壩址以上面積為1 740 km2，總庫容2.33 億m3;左岸支流卡岔河上建有亮甲山水庫，水庫壩址以上面積為618 km2，總庫容1.925 億m3;拉林河干流上游在建有磨盤山大型水庫，壩址以上集水面積1 151 km2，總庫容5.23 億m3。

蔡家溝水文站河道為復式斷面，河道寬淺，主槽河床由沙礫石組成，河漫灘土質為細沙和亞黏土，沖淤變化不大。水文站高程系統采用假定基面，堤防高程系統為黃海基面，根據《水文年鑒》，不同高程系統之間的轉換關系為:

歷年綜合水位流量關系線，采用歷年實測資料綜合確定，精度指標按《水文資料整編規范》( SL－1999) 執行，定線合理，精度可靠。年最大流量排序采用蔡家溝水文站1950 ～2004年實測資料，按年獨立選樣的原則，對前30 位年最大流量進行排序，依據資料為《水文年鑒》，精度較高，可靠、可用。

2 洪水特性

拉林河洪水由上游暴雨形成，造成流域大暴雨的天氣系統主要是臺風和氣旋。由于拉林河地理位置偏南，上游和中游屬山區和半山區，具備較好的地形抬升條件，暴雨天氣系統又多受南來暖濕空氣影響，容易形成暴雨。蔡家溝水文站位于拉林河下游平原區，洪水漲落過程較為緩慢，一次洪水過程長達30d，一般為多峰型，有時也出現單峰型。

拉林河干流洪災發生比較頻繁，根據《拉林河干流防洪規劃報告書》、《黑龍江水旱災害》和蔡家溝水文站實測資料記載，從1856年至今，蔡家溝站發生大洪水11 次。1856年8月，拉林河發生歷史第一位大洪水，文獻記載，拉林河水暴漲，甲魚滿浮江面。1932年為第二位洪水，洪峰流量5 900 m3/s。此次洪水為全流域性洪水，沿江各縣村屯均遭受嚴重水災。據《雙城水利志》記載，雙城縣受災農田10 萬hm2，有15 萬人受災，數萬間房屋遭水災、水患;雙城堡至蔡家溝間的鐵路被水淹沒深達2 m，路基沖毀，鐵軌沖移，造成嚴重損失;其他各縣也有淹沒農田和房屋現象。1956－08－11，蔡家溝水文站洪峰水位155.24 m，流量4 030 m3/s，為建國以來最大洪水。據不完全統計，這場洪水僅五常、雙城兩縣就有6.48 萬人受災，淹地7.30 萬hm2，決堤30 多處，沖毀堤防2.7 km，直接經濟損失達1 300萬元。

3 設計洪水計算

《松花江流域防洪可研階段水文分析報告》采用本站1958—1998年共41 a的實測最大年洪峰流量并加入1932年歷史調查洪水，組成不連續系列進行頻率計算。按加入特大洪水方法計算經驗頻率，以矩法計算統計參數初值，采用P－Ⅲ型理論頻率曲線適線，通過適線調整確定采用的統計參數及設計值。本次將系列延長至2005年進行頻率計算，由于1998年以后拉林河未發生大洪水，對設計洪水影響不大，故仍采用規劃報告成果。

4 防洪工程

拉林河蔡家溝防洪斷面拉林河段右岸為雙城市，主要依靠右岸堤防工程防御拉林河洪水。拉林河雙城市堤防始建于20 世紀50年代，由15個自然堤段組成，長度67.11 km。1998年前經多次維修大多已達到20 a一遇標準，對減少洪水災害起到了一定的作用，但存在堤防斷面小，工程質量差，險工弱段較多等問題。1998—1999年通過堤防加高培厚，防洪標準提高到30 a一遇，設計流量4 400 m3/s，堤防工程的級別為Ⅲ級。堤防地質為砂壤土基，斷面型式為梯形，堤基、堤身無防滲措施，無護坡工程，平均堤高2.0 ～4.0 m，堤頂寬度5 m，平均堤距2 300 ～4 000 m。保護面積109.03 km2，保護區內重要的城鎮和設施有蘭棱鎮、京哈鐵路和102 國道，同時堤防還保護著沿岸村屯的居民和農田，雙城市境內堤防保護耕地0.818 萬hm2、村屯31個、鐵路30 km、公路60 km。

拉林河下游左岸吉林省境內現有堤防68.2 km，行洪能力4 030 m3/s，保護耕地7630 hm2、村屯73個、人口3.0 萬人，同時還保護大面積的天然草原。

防洪斷面所在的石家堤段，堤防設計洪水位141.28 m，設計流量4 400 m3/s，防洪標準30 a一遇，堤防級別為Ⅲ級，堤頂超高1.50 m，堤頂高程142.55 m，下游穿堤建筑物新生排水涵閘建于2003年，工程質量較好，堤防大流沖頂點等險工弱段已消險加固。堤防狀況良好，可代表雙城市河段堤防的防洪能力。

5 防汛特征水位的分析確定

蔡家溝防洪斷面的水位可反映該河下游的水情，對雙城市沿岸各村鎮的防汛工作有重要的指導意義。

斷面原警戒水位153.74 m，相應流量1 324 m3/s，為重現期不足5 a一遇的常遇洪水，由于堤防標準提高，其警戒水位已不能反映河堤實際防洪能力及保護區汛情危急程度，警戒水位應進行重新確定。斷面原來未設置保證水位，高水期防洪決策缺少依據，需要擬定。

警戒水位的確定是根據對堤防威脅較大洪水、需加強巡堤查險和重現期約5 a一遇洪水為依據，可確定為154.00 m，相應流量1 660 m3/s。

保證水位是指保證堤防及其附屬工程安全擋水的上限水位。堤防的高度、寬度、坡度及堤身、堤基質量已達到規劃設計標準的河段，其設計洪水位即為保證水位。本河段堤防普遍達標，但考慮達標工程竣工以來未經過大洪水考驗和沒有護坡工程等因素，保證水位可確定為155.20 m，相應流量3 720 m3/s，相當于20 a一遇洪水。

表1 拉林河蔡家溝水文站設計洪水成果表

表2 拉林河蔡家溝水文站特征水位分析計算成果表

［1］水利部水文局. SL247－1999 水文資料整編規范［S］. 北京:中國水利水電出版社，1999.

［2］雙城市水務局. 拉林河干流防洪規劃報告書［R］. 雙城: 雙城市水務局，1997.

［3］黑龍江省水利水電勘測設計研究院. 松花江流域防洪可研階段水文分析報告［R］. 哈爾濱: 黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2000.