水文站水情預警指標淺析

□郎　駿（遼寧省撫順水文局）

?

水文站水情預警指標淺析

□郎駿（遼寧省撫順水文局）

摘要：及時、準確、高效地發布水情預警信息是水情部門肩負的重要職責，具有突出的社會意義、經濟意義及實踐意義。在一定程度上減免水旱災害造成的社會損失及經濟損失，有助于進一步提升水情部門的社會服務能力，促進水情人員業務能力的提高。文章以遼寧省撫順水文站為例，對水情預警指標進行分析。

關鍵詞：水情；預警指標；分析

1　基本情況

撫順水文站是國家基本水文站，位于撫順市順城區永安橋北，地理坐標為東經123°53′，北緯41°52′，集水面積6688 km2。撫順水文站是遼河流域渾河干流重要的控制站，始建于1930 年4月1日，高程采用大連基面。1934年11月4日將基本水尺斷面向上游遷移500 m處，1939年9月1日將基本水尺斷面向下游遷移3950 m，1951年5月26日將基本水尺斷面向上游遷移3050 m處，1960年5月1日將基本水尺斷面向上游遷移900m，至今測驗斷面沒有變動。水位測驗年份為1941-1945年，1947-2016年；流量測驗年份為1932-1945年，1947-2016年。測驗河段順直長約800 m，河心有人工造成的大沙灘，中枯水時形成分流，流向偏左，水位在76.50 m時合成一股流，河寬達300 m。在基本水尺斷面上游右岸1000 m處有撫西河匯入，497 m處修有新華橋一座；基本水尺斷面下游439 m處1938年以前修有沈吉線鐵路橋一座。左岸為大堤，堤上、堤下均為河堤路，右岸為土堤。河床為砂礫石組成，洪水時漲沖落淤，沖淤變化較大。

2　洪水特征

撫順站集水面積6688 km2，1958年大伙房水庫建成攔洪，水庫集水面積5437 km2，控制了撫順站集水面積的81.30%。大伙房水庫對渾河干流洪水的調蓄作用十分明顯，“削峰錯峰”顯著。水庫以下至撫順站區間，有章黨河、東洲河、撫西河等支流注入。撫順站洪水過程由大伙房水庫放水、大伙房～撫順區間來水兩部分疊加組成。

大伙房水庫建成以來，發生較大洪水的年份有1995年、2005年等。1995年為撫順站新中國建國從來最大洪水年，受大伙房水庫攔蓄影響，實測洪峰流量為6050 m3/s。如無水庫調蓄，撫順水文站將出現12700 m3/s流量。大伙房水庫的調蓄為下游錯峰12 h，削減洪峰50%。2005年8月暴雨過程中，撫順站實測洪峰流量2320 m3/s。大伙房水庫最大入庫洪峰流量為6040 m3/s，最大3日洪量7.15億m3。若無水庫攔蓄洪水，撫順站流量將達到8000 m3/s左右，水庫削減洪峰達54%。

3　水利工程及防汛相關工程

渾河撫順城區段河道自上游大伙房水庫壩下到下游的沈撫交界下伯官壩，全長38.50 km，兩岸堤防總長約66 km。城市防洪工程從1986年開始開工建設，截至2010年末，累計建成城市防洪堤51.39 km，剩余13.40 km堤防尚未建設。在已建成51.39 km堤防中，達標堤防43.19 km，其余8.20 km堤防需進一步完善。

渾河右岸（北岸）章黨大橋至鮑家河口段已建設完成50 a一遇防洪標準堤防。鮑家河口至滴臺水源段已建成200 a一遇防洪標準堤防，迎水坡為鋼筋混凝土板（墻）防護。滴臺水源至沈撫交界段已建成100 a一遇防洪標準堤防，迎水坡為鋼筋混凝土板（墻）防護。

渾河左岸（南岸）章黨大橋至東洲河口段目前為自然河道，防洪標準不足10 a一遇。東洲河口至天湖大橋段已建設完成200 a一遇防洪標準堤防，迎水坡為植物防護。天湖大橋至渾河大橋段已建設完成200 a一遇防洪標準堤防，迎水坡為鋼筋混凝土板（墻）防護。渾河大橋至高陽橡膠壩下游1 km處已建100 a一遇防洪標準堤防，斷面形式為梯形土堤，迎水坡無防護。高陽橡膠壩下游1 km處至下伯官攔河閘段已建100 a一遇防洪標準堤防，迎水坡為格柵石籠及植物防護。

在撫順市渾河城市段內，現已建成攔河閘、壩七座，分別是前甸攔河閘、萬新橡膠壩、城東橡膠壩、將軍橡膠壩、葛布橡膠壩、李石攔河閘和高陽橡膠壩。七座攔河閘、壩分別在1959-2004年之間建成。

渾河撫順城市段現有橋梁12座，其中鐵路橋1座，公路橋11座。

4　頻率洪水計算成果

4.1設計院成果

遼寧省水利水電勘測設計研究院（以下簡稱省院）以還原洪峰流量為基礎，對洪水頻率進行了多次分析。1999年省院完成了《渾河設計洪水復核報告》，2013年又對渾河主要站及區間設計洪水進行了復核計算，資料延長到了2009年，頻率分析結果見表1。

表1　撫順站洪水頻率分析表

遼寧省水利設計院對沈陽站組合洪水做了多次分析。1999年完成的《渾河設計洪水復核》設計洪水地區組成分析中，分大伙房水庫和大伙房～沈陽區間二個分區。2001年完成的《大伙房水庫除險加固初步設計》在《渾河設計洪水復核》確定的設計洪水地區組成基礎上，考慮撫順市正在東洲河上修建關山水庫，把大～沈區間分為東洲和大東～沈區間二個分區，東洲以上分為關山和關～東區間二個分區。分析大～沈區間的設計洪水地區組成。在各組成方案中，以大伙房相應、大～沈設計（東洲相應、大東～沈區間設計）方案的沈陽組合流量最大，因此選擇該方案的組合設計流量作為采用成果，沈陽站組合流量考慮了修建關山水庫后的影響。

在大伙房水庫～撫順區間有兩條支流匯入，撫順～沈陽區間有四條支流匯入，以關山改變運用方式后組合成果為依據，各支流匯入點的組合流量按面積比內插推求，成果見表2。

表2　渾河干流大伙房～撫順各控制地點組合流量成果表單位:m3/s

4.2水文局成果

撫順站現有洪水頻率分析成果為遼寧省水利設計院依據還原洪峰流量系列分析計算得到，不適用于以實測或預報流量為指標的水情預警。本次以撫順站實測流量系列為依據進行洪水頻率分析。撫順站現有實測資料系列為1932-1945年、1947-2013年。考慮到大伙房水庫對洪水的調節影響，本次采用大伙房水庫建成運行后的資料系列1959-2013年進行頻率分析。撫順水文站1959、1994年無最大流量資料，采用下游沈陽站對應洪峰流量插補。本次分析中，采用年最大值選樣；洪水頻率曲線線型選用皮爾遜Ⅲ型。采用優化適線法進行配線：以離差平方和最小為準則，求解與經驗點據擬合最優的頻率曲線統計參數。結合遼寧省洪水特性Cs/Cv取為2.50，均值及Cv通過優化得到。

表3　撫順站洪水頻率分析成果表

5　防汛特征水位（流量）確定

根據省設計院《遼河流域（遼寧省）重要控制站特征水位研究報告》成果，渾河撫順水文站警戒流量為2000 m3/s，對應警戒水位為75.87 m；撫順水文站保證水位78.45 m，對應保證流量4880 m3/s。

6　水情預警指標確定

6.1藍色預警指標

根據《水情預警發布管理辦法（試行）》，推薦采用低于5 a一遇的流量作為洪水藍色預警指標。查洪峰流量頻率曲線，初步擬定撫順水文站洪水藍色預警指標為1000 m3/s。該流量重現期約為4 -5 a一遇。

6.2黃色預警指標

根據《水情預警發布管理辦法（試行）》，取警戒流量為黃色預警指標。由省設計院《遼河流域（遼寧省）重要控制站特征水位研究報告》成果可知，撫順站警戒流量為2000 m3/s。

6.3橙色預警指標

根據《水情預警發布管理辦法（試行）》，推薦采用20 a一遇的流量作為洪水橙色預警指標。查洪峰流量頻率曲線，初步擬定撫順水文站為3000 m3/s，該流量重現期約為20 a一遇。

6.4紅色預警指標

根據《水情預警發布管理辦法（試行）》，推薦采用50 a一遇洪峰流量作為紅色預警指標。考慮到撫順段堤防標準較高（200 a一遇），故取堤防保證流量為撫順水文站洪水紅色預警指根據省設計院成果，撫順水文站保證流量為4880 m3/s。

7　合理性分析

為保證水情預警指標閾值的科學、合理，項目中依據1959-2013年沈陽站實測洪水過程，對不同等級的預警指標閾值進行合理性分析。按照年最大值選樣，統計在各預警指標方案下，1959-2013年擬發布不同等級洪水預警的次數。

8　結　語

以國家防總發布的《水情預警發布管理辦法（試行）》為基礎，結合遼寧省水情具體特征，量化洪水、枯水預警標準，及時、準確、高效的向社會發布水情預警信息，可在一定程度上減免水旱災害造成的社會損失及經濟損失，有助于進一步提升水情部門的社會服務能力，促進水情人員業務能力的提高，具有十分重要的社會經濟意義及實踐意義。

（責任編輯：韋詩佳）

中圖分類號：TV87

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）04-0040-02

收稿日期：2016-01-11