黑龍江漠河站洪水預報方案的編制和成果分析

【摘要】黑龍江位于我國東北部，流域地處北緯420～560，東經1080～1410之間，橫跨蒙古、中國、俄羅斯聯邦三國，集水面積185.5×104km2。黑龍江是流經黑龍江省大興安嶺地區最大的河流，凌汛期和夏汛期洪水非常容易泛濫成災，給人民的生命財產造成巨大的威脅。漠河水位站設立于1957年5月，位于黑龍江省漠河縣漠河鄉，是黑龍江上游的水位控制站，截至目前，漠河站無可靠的洪水預報方案，無法為當地的防汛抗旱指揮部門提供有力的技術支撐，本方案通過漠河站本身的洪水漲落情況進行預報，對上游俄羅斯境內的水文氣象資料依賴程度低，具有一定的參考價值。

【關鍵詞】水文預報；資料分析；水位漲差；運用分析

1、資料情況

漠河站洪水資料很少，以及上游站屬于俄羅斯洪水資料更是奇缺，因此僅能采用該站的資料進行洪峰水位預報方案的編制。同時前期漠河站水位資料沒有洪水摘錄表，只有2006年以后才有洪水摘錄表，所以前期洪峰水位統計為逐日水位最高值，后期洪峰水位（1997年-2015年）摘錄的是水情報汛記錄本上的瞬時水位值，較為客觀的放映了洪峰水位情況。

漠河站降水資料均統計自該站降雨，同時參考上游洛古河出現洪峰情況，酌情判斷暴雨中心。

對漠河站洪水統計資料進行分下發現，其洪水過程中的漲洪歷時出現了明顯的年代際變化。在2002年以前漲洪歷時均較長，平均在136小時，而在2002年后漲洪歷時明顯縮短，平均在82小時，而整體洪水系列漲洪歷時為113小時。其極值也出現了明顯變化，2002年以后最大和最小值均較2002年以前偏小，最大值偏小到100多小時，最小值也偏小9小時。因此，根據以上情況對洪水系列進行了如下分段分析：1958年-2015年段，1958-2001年段，2002-2015年段。經過分析發現2002年的洪水系列特征較為接近，而且2002年后最為貼近當前洪水形勢，所以才用2002-2015年段的洪水系列數據進行了方案制訂。

2、上游俄方奧洛奇和斯列堅斯克合成流量預報博夫洛夫卡流量方案

俄方斯列堅斯克站位于黑龍江流域石勒克河、奧洛奇站位于額爾古納河。由于奧洛奇站水位流量關系表缺失，考慮該站水位數據較全，通過計算建立了該站的水位～流量關系曲線。通過關系曲線按年最高水位查找到奧洛奇的年最大流量數據，建立了1940-1941，1958-1989年完整的年最高水位相應流量數據。通過最大流量數據發現兩站的最大洪峰出現時間并不同步，而且相差時間很大，而一般建立合成流量如果兩站時間相差不大可以采用兩站最大流量建立合成關系。而此處兩站無法建立此種關系，因此根據奧洛奇已經建立的水位～流量關系曲線，建立了斯列堅斯克洪峰流量和奧洛奇同時流量的合成流量與博夫洛夫卡的流量關系，建立了合成流量和博夫洛夫卡流量相關關系，由于博夫洛夫卡數據較少，實驗數據為1957-1972年、1978-1980年。通過相關關系線發現此方案無法實現預報，一是由于兩站到博夫洛夫卡之間匯流區域較大，匯入水量較大，往往上游兩站出現最大流量的時候下游博夫洛夫卡也出現了最大流量，根本沒有預見期，與博夫洛夫卡預報漠河是一樣的效果，其預見期相當短，甚至沒有預見期。因此，此方案舍棄。

3、12小時水位漲差逐時遞推預報洪峰水位方案

漠河站在黑龍江干流，屬于大江預報站，其控制流域面積大，斷面的水位過程形成決定于該斷面以上流域內的氣象條件及流域河系特征。該站以上流域條件相對穩定，因而與河槽匯流和坡面有關的因素也相對穩定，同時流域內氣象條件緩和。所以在大江大河的測站采用趨勢法預報效果是較好的。該站采用時段漲差法進行預報方案制作。為了最大限度的利用現有資料，摘取了該站的12小時水位資料，前期沒有洪摘的資料20時水位采用直線差補的方式計算得到，這樣其預報時段為12小時。

制定的方案采用12小時水位漲差進行逐時遞推預報。例如水位出現上漲24小時后，根據24小時水位漲差預報36小時漲差，再利用36小時漲差預報48小時漲差，以此類推，一直進行到出現洪峰為止。這個方案可進行連續預報，結合漲差和漲洪歷時的相關關系圖，可以預報洪峰水位。該方案預見期較長，其預見期為12-72小時，預見期的長短取決于漲洪歷時的長短。但是由于水位起漲時無法準確推算具體漲洪歷時，所以預報下一個時段的漲幅較好，但是預報洪峰水位還有待于改進。

4、漠河單站趨勢方法預報洪峰水位方案

本方案采用了漠河站48小時水位漲差～總漲差相關，以及60小時水位漲差～總漲差相關曲線進行總漲差的預報。方案中數據點的參數為暴雨中心、本站降雨、起漲水位，對以上參數進行綜合分析后定線。洪峰出現時間預報采用12小時水位漲差和36小時漲差與漲洪歷時相關曲線進行預報。其參數系采用暴雨中心、本站降雨、起漲水位，對以上參數進行綜合分析后定線。

預報缺點主要是總漲差預報受漲洪歷時影響大，近些年來漲洪歷時明顯縮短，個別場次洪水漲洪歷時出現小于48小時的情況，那么此預報方案就失去預報意義，但是大的洪水過程近期漲洪歷時都在84小時以上，因此大洪水預見期在36小時以上，此方案適合較大洪水預報。

5、精度評定

12小時水位漲差逐時遞推預報洪峰水位方案，洪峰水位方案合格率為40.0%，只能做參考性估報。

48小時水位漲差～總漲差相關預報洪峰水位方案，洪峰水位方案合格率為54.2%，只能做參考性估報。

60小時水位漲差～總漲差相關預報洪峰水位方案，洪峰水位方案合格率為55.0%，只能做參考性估報。

參考文獻：

[1]包為民，張建云.水文預報（第四版）[Z].