2013年黑龍江嘉蔭站洪水特性和預(yù)報方法分析

石 月

（綏化水文局，黑龍江 綏化 152053）

2013年黑龍江嘉蔭站洪水特性和預(yù)報方法分析

石 月

（綏化水文局，黑龍江 綏化 152053）

2013年黑龍江嘉蔭站發(fā)生了實測歷史最高水位洪水，該次洪水對比以往歷史洪水具有漲洪歷時長、洪峰持續(xù)時間久、高水回落較慢的特點。根據(jù)嘉蔭站洪水預(yù)報實際條件，以2013年嘉蔭站實測洪水過程為例，對其洪水從變化特征和洪峰水位預(yù)報方法方面進行了分析和探討。針對在出現(xiàn)特大洪水時原有預(yù)報手段失效的情況下洪峰水位的預(yù)報方法進行了分析論述，并提出了解決建議。

2013年黑龍江洪水；嘉蔭站；洪水特征分析；洪峰水位預(yù)報；預(yù)報方法探討

1 洪水特征分析

嘉蔭站位于黑龍江省嘉蔭縣主城區(qū)內(nèi)，是黑龍江干流中游主要水位控制站，地理坐標(biāo)為 E130°23′，N45°53′。測站右岸設(shè)有高標(biāo)準(zhǔn)防洪堤，為漿砌塊石護坡，左岸在俄羅斯境內(nèi)。嘉蔭站與上游烏云站距離為90 km，集水面積為85.1萬 km2。上游右岸30 km處有結(jié)烈河匯入，上游右岸50 km處有烏云河匯入，距離河口距離為1 551 km。該站測驗河段河床由礫、砂石組成，河床穩(wěn)定，沖淤變化不明顯。嘉蔭站上游俄羅斯境內(nèi)先后有兩條較大河流匯入黑龍江，其中距離上游約430 km處有結(jié)雅河匯入，該河流域面積為23.3萬 km2，河長為1 242 km，該河來水量約占嘉蔭站總來水量的40%。上游約130 km處有布列亞河匯入，該河流域面積為7.07萬 km2，河長623 km。測站位置及水系分布見圖1。

黑龍江嘉蔭站2013年夏汛期間，共發(fā)生4次洪水，其中第 4次洪水過程歷時最長，水位漲幅也最大，出現(xiàn)超歷史1號實測洪峰水位，洪水使縣城沿江部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)堤壩被沖毀、耕地房屋受淹，造成了巨大的經(jīng)濟損失。

嘉蔭站2013年最大洪水過程自2013年7月23日開始起漲（92.14 m，假定基面），至8月23日出現(xiàn)洪峰水位（100.88 m），最高洪峰水位持續(xù)時間約10 h，水位回落較慢，洪峰水位12 h內(nèi)僅回落1 cm。洪峰水位超出警戒水位3.88 m，超出堤防保證水位1.38 m，距離斷面處壩頂距離僅0.89 m。本次洪水過程水位上漲幅度為8.74 m，漲洪歷時30 d，平均每日上漲約0.29 m，上游烏云站至嘉蔭站洪峰傳播時間約為72 h。嘉蔭站水位上漲規(guī)律與上游各站水位變化趨勢基本一致，見圖2～圖4。

2 2013年嘉蔭站洪峰水位預(yù)報方法分析

2.1 預(yù)報條件分析

嘉蔭站屬國際河流水位控制站，其洪水來源為上游干流來水，洪峰水位預(yù)報采用烏云站洪峰水位和嘉蔭站洪峰水位建立的相關(guān)關(guān)系來預(yù)報，洪峰出現(xiàn)時間按經(jīng)驗曲線確定。由于 2013年嘉蔭站洪水漲幅較大，超出了預(yù)報方案的使用上限，無法繼續(xù)使用。在嘉蔭站洪水上漲期間因防洪搶險工作需要，要求定期對未來水勢進行定量預(yù)報，因此需采用其他方法來對該站進行未來階段性水位預(yù)報［1］。

2.2 上下游時段水位相關(guān)法在嘉蔭站洪水預(yù)報中的應(yīng)用

對嘉蔭站來水影響較大的俄羅斯境內(nèi)的兩條河流均有水庫控制，兩座水庫的庫容分別為684億 m3和209億 m3，2013年夏汛期水庫泄量約占兩河河口流量的1／3。由于受俄方水庫不規(guī)律性泄洪影響，烏云站和嘉蔭站水位難以形成穩(wěn)定的洪峰水位對應(yīng)相關(guān)關(guān)系，因此須采用烏云站和嘉蔭站的不同時段水位來建立相關(guān)關(guān)系并對預(yù)報結(jié)果進行實時校正。具體方法就是在水位上漲階段將烏云站每日的時段水位（8時值）假定為洪峰水位，將該水位與后移3 d的嘉蔭站每日8時水位建立相關(guān)關(guān)系（烏云站水位數(shù)據(jù)自8月2日至 16日，嘉蔭站水位數(shù)據(jù)8月 5日至8月18日），見圖5。

圖1 黑龍江嘉蔭站測站位置及水系分布簡圖

圖2 2013年黑龍江嘉蔭站洪水過程線

圖3 2013年黑龍江奇克、烏云、嘉蔭站洪水過程線對比圖

圖4 2013年俄羅斯結(jié)雅河與布列亞河洪水過程線

圖5 2013年黑龍江烏云站～嘉蔭站時段水位相關(guān)圖

利用相關(guān)線趨勢方程來預(yù)報嘉蔭站洪峰水位，由于時段水位并非是洪峰水位，而且烏云站來水受俄方布列亞河的影響較大，所以在進行預(yù)報作業(yè)時存在一定的誤差，將每日計算出的烏云站時段水位與實測值進行誤差比較，最后在實際預(yù)報時對計算值進行誤差修正，預(yù)報過程見表1。

表1 2013年黑龍江烏云站與嘉蔭站時段相關(guān)水位擬合計算表

根據(jù)表1中的相關(guān)線公式和計算數(shù)據(jù)的誤差規(guī)律，在烏云站8月20日出現(xiàn)洪峰水位后（100.25m），預(yù)報嘉蔭站洪峰水位為101.15m，根據(jù)前期擬合、預(yù)報誤差綜合分析判定，預(yù)報值須調(diào)低，最終確定為100.90m，嘉蔭站實測洪峰水位為100.88m，出現(xiàn)在8月23日，預(yù)報結(jié)果完全滿足精度要求［2］。

［1］程根偉.水文預(yù)報的理論與數(shù)學(xué)模型［M］.北京：中國水利水電出版社，2005：39-41.

［2］長江流域規(guī)劃辦公室主編.水文預(yù)報方法［M］.北京：水利電力出版社，1979：59-60.

P333.2

B

1007-7596（2015）02-0022-02

2014-10-13

石月（1977-），女，黑龍江綏化人，工程師。