湯旺河干流洪水特性分析

摘 要：湯旺河流域貫穿黑龍江省伊春市轄區(qū)全境，流域洪水對各區(qū)構(gòu)成較大威脅，幾乎每年汛期都會發(fā)生不同程度的山洪災(zāi)害，對當(dāng)?shù)厣a(chǎn)、生活造成較大經(jīng)濟(jì)損失和不利影響。文章通過研究分析流域干流五營、伊新、晨明3個水文站歷史洪水規(guī)律，從流域洪水來源、洪峰頻率、洪峰模數(shù)、洪峰Cv值、洪水特性等方面對流域洪水規(guī)律進(jìn)行了簡要分析。初步得出流域洪水發(fā)生頻率，洪水成因；洪峰Cv值、洪峰模數(shù)均自上游至下游逐漸減小；洪水過程歷時較短，漲落迅速等結(jié)果和結(jié)論，為進(jìn)一步做好各類防洪工程規(guī)劃設(shè)計和水資源開發(fā)利用工作提供參考。

關(guān)鍵詞：湯旺河干流；洪水來源；洪峰頻率；洪峰模數(shù)；洪峰Cv值；洪水規(guī)律

1 流域簡介

湯旺河為松花江左岸一級支流，屬小興安嶺山地地貌特征，發(fā)源于黑龍江省伊春市烏伊嶺區(qū)桔源林場，河源點高程536m，經(jīng)度129°9′50.6″；緯度48°44′22.4″，河口位于湯原縣，河口點高程85m，經(jīng)度129°54′52.2″；緯度46°40′24″。河流流域面積20778km2，河流長度454km，河流平均比降0.657‰。流域?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年降水量為全省的次高值區(qū)，多年平均降水量約620mm，降水年內(nèi)分配不均，主要集中在6-9月份，約占全年降水量的75%。流域洪水主要由夏季太平洋暖濕氣流和鄂霍次克海冷氣流經(jīng)過而產(chǎn)生的降雨形成。

2 洪水特征分析

2.1 水文基礎(chǔ)資料統(tǒng)計

根據(jù)流域代表站五營、伊新、晨明三個水文站的歷史洪水資料，分別選擇各站歷年洪峰流量、洪水歷時、對應(yīng)降雨總量、降雨歷時等數(shù)據(jù)進(jìn)行流域洪水規(guī)律分析，資料統(tǒng)計年限見表1。

2.2 流域暴雨洪水基本特性

根據(jù)表1實測歷史洪水資料，以各站年場次洪水為統(tǒng)計樣本，對洪水過程相關(guān)水文要素的統(tǒng)計結(jié)果如下：

（1）流域洪水包括春季凌汛洪水和夏汛洪水。春季凌汛發(fā)生在4～5月份，主要由融雪徑流和冰壩雍水所形成。凌汛水位有時高于夏汛水位，成為本年最高洪水位。夏汛洪水發(fā)生在6～9月份，以7～8月份出現(xiàn)次數(shù)為最多，約占總數(shù)70%左右。因局部暴雨、大暴雨或全流域降雨均能產(chǎn)生較大洪水。

（2）湯旺河五營站以上流域?qū)俣嘤甑貐^(qū)，降水量為全省高值區(qū)，也是山洪易發(fā)區(qū)。洪水來源以上游干流來水為主，洪峰型式多為單峰型，由于屬山溪性河流，水位暴漲暴落，漲洪歷時12～70h；洪峰滯留時間2～3h，洪水最大24h平均漲率0.10m/h。

（3）伊新站洪水來源為干流五營站上游來水、支流伊春河來水及雙子河、友好河等區(qū)間來水隨機組成。一般情況下，洪水過程呈單峰型，當(dāng)全流域降雨產(chǎn)流時，峰型為復(fù)式峰。上游五營站洪水傳播至本站時間約18h；上游支流伊春站洪水傳播至本站時間約3～6h，洪

峰持續(xù)時間2～3h，洪水最大24h平均漲率為0.13m/h。

（4）晨明站洪水由伊新站來水、伊新站至晨明站區(qū)間來水和右岸支流西南岔河來水隨機組成。洪水一般情況下以干流來水為主，但因降水時空分布不均，有時也出現(xiàn)區(qū)間來水或右岸支流西南岔河來水為主。上下游站洪水傳播時間因受區(qū)間降雨影響較大，規(guī)律性較差，總體上看伊新站為主要來水時晨明站約14h后出現(xiàn)洪峰。晨明站洪峰持續(xù)時間2～4h，洪水最大24h平均漲率為0.12m/h。

（5）經(jīng)統(tǒng)計各站歷年雨洪資料，發(fā)現(xiàn)流域洪水主要在夏汛由降雨引發(fā)，當(dāng)各站面平均雨量在50mm/d以上，流域前期土壤含水量大于50mm時，均可引發(fā)各站水位明顯上漲，當(dāng)面平均雨量在100mm/d以上，流域前期土壤含水量大于90mm時，則會出現(xiàn)歷史性大洪水。

綜上所述，流域洪水歷時較短，多以短歷時局部降雨徑流型洪水為主，洪水漲落迅速，有時也會偶發(fā)全流域性洪水，但出現(xiàn)幾率較低。流域洪水洪峰量級較大且漲落迅速，易產(chǎn)生洪澇災(zāi)害。

2.3 控制站設(shè)計洪水分析

水文測站斷面的設(shè)計洪水在水利工程規(guī)劃中具有重要作用，推求設(shè)計洪水也就是計算測站洪水的出現(xiàn)頻率，即洪水特征值（洪峰流量）在多年內(nèi)等于或超過某一數(shù)值的可能次數(shù)，一般用百分?jǐn)?shù)表示，其倒數(shù)為洪水重現(xiàn)期。洪水頻率只能表明某級洪水出現(xiàn)的可能程度，帶有寬泛的定性意義，在數(shù)量上沒有絕對和唯一性，僅說明洪水出現(xiàn)的平均時間范圍。

流域干流無蓄水工程，支流伊春河有一座大（2）型水庫對伊新站洪水有影響，因水庫投入運行時間較晚（2010年）且無入庫、出庫水量監(jiān)測資料，所以沒有對伊新站2010年之后洪水進(jìn)行洪峰還原計算。

五營站、伊新站無歷史調(diào)查大洪水，現(xiàn)有洪水資料均為建站后實測連續(xù)系列洪水。晨明站共有3次歷史調(diào)查洪水，位于第1位的是1911年洪水，洪峰流量7290m3/s。位于第2位的是1945年洪水，洪峰流量5034m3/s。位于第3位的是1951年洪水，洪峰流量3424m3/s。該站自1952年開始有連續(xù)實測洪水資料，其中1961年洪水（部分實測）為實測最大洪水（5280m3/s），頻率計算時將該次洪水加入歷史大洪水系列。晨明站1960年流量停測，考慮該年上游伊新站洪峰流量較大（1650m3/s），因此采用面積倍比法插補晨明站1960年洪峰流量2507m3/s。晨明站加入歷史洪水后按分別處理法計算洪峰頻率，各站洪水頻率計算結(jié)果見表2。

2.4 洪水變化規(guī)律分析

由表2可見，各站洪峰均值自上游至下游依次增加，洪峰Cv值逐漸減少，洪峰模數(shù)（五營0.088、伊新0.088、晨明0.091m3/（km2.s））基本穩(wěn)定。因流域洪水最終匯于晨明站出口斷面，所以洪峰均值自上游至下游依次增加；五營站位于流域上游，流域地勢較高，山脈陡峻，降雨徑流規(guī)律復(fù)雜，洪水年際變化較大，因此其洪水Cv值較高，下游伊新、晨明站因匯水面積逐漸增大，河網(wǎng)調(diào)蓄能力亦強，因此洪峰流量年際變化趨于平穩(wěn)，Cv值比五營站稍小，如晨明站不加入歷史調(diào)查洪水，其Cv值將會明顯小于上游站。各站洪峰模數(shù)基本接近，說明流域下墊面環(huán)境差別較小，產(chǎn)流規(guī)律基本穩(wěn)定，上下游之間產(chǎn)水量基本相似。

3 結(jié)束語

經(jīng)上述實測洪水資料分析計算可知，分析結(jié)果符合流域自然地理和水文特性，反映了流域洪水基本規(guī)律，分析成果基本合理。洪水頻率在洪水特性分析中起著重要作用，具體計算時是否加入歷史洪水對結(jié)果影響較大。本例中因五營、伊新站無與晨明站相應(yīng)的歷史調(diào)查洪水，其洪水頻率分析結(jié)果可能存在偏差，相應(yīng)頻率洪水有偏大的可能。文章所述各項流域洪水特征，可為流域防洪工程設(shè)計或水利開發(fā)規(guī)劃提供參考。

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作者簡介：陳曦（1986-），男，黑龍江黑河人，工程師。

田長濤（1969-），男，黑龍江伊春人，高級工程師。