松遼流域特大洪水水文應急測報方案研究

李月寧，劉美玲，付 鵬，刁晴茹

（松遼水利委員會水文局（信息中心），吉林長春130021）

松遼流域面積大，河流眾多，下墊面條件復雜，是洪水災害頻發地區之一。尤其是近年來受氣候變暖影響，流域性暴雨洪水時有發生，給人民生命和財產造成嚴重損失。因此，針對松遼流域洪水規律和特點，制定特大洪水水文應急測報方案，提高水文應急測報能力，是十分必要和重要的。

1 松遼流域大洪水

1.1 流域概況

松遼流域泛指我國東北地區的松花江、遼河、沿黃渤海諸河及跨界河流（中國側）流域，總面積為123.51萬km2。西、北、東三面環山，南瀕渤海和黃海，中、南部形成寬闊的松嫩平原和遼河平原，東北部為三江平原，東部為長白山系，西南部為七老圖山和努魯兒虎山，大、小興安嶺屏峙于流域的西北部和東北部，中部為松花江和遼河分水嶺的低丘岡地。主要河流有額爾古納河、黑龍江、松花江、遼河、渾河、太子河、烏蘇里江、綏芬河、圖們江、鴨綠江以及獨流入海河流等。松遼流域為溫帶大陸性季風氣候區，冬季嚴寒，夏季溫熱，年平均氣溫為-4～10℃。多年平均降水量分布在300～1000mm之間，由東向西遞減。

1.2 歷史洪水災害

1791—1911年的121年間，松遼流域共發生水災78次，其中特大洪水4次，局部大洪水24次，一般洪水50次。1912—1948年的37年間，共發生水災27次，其中特大洪水6次，局部大洪水8次，一般洪水13次，水災頻繁且連續性強。1949—1998年的50年間，共發生水災30次，其中特大洪水9次，局部大洪水7次，一般洪水14次。

1998年是東北地區自建國以來發生洪澇災害最為嚴重的一年，特別是嫩江流域發生了較大的洪澇災害，給東北地區造成的直接經濟損失達480多億元，占東北地區直接經濟總損失的86.61%。

2013年汛期（6—8月），松花江流域和黑龍江干流共有44條河流發生超警戒以上洪水，16條河流發生超歷史洪水。黑龍江干流同江至撫遠江段發生超100年特大洪水，嫩江上游發生超50年特大洪水，第二松花江上游發生超20年一遇大洪水，洪澇災害造成的直接經濟損失達7800萬元。

2016年烏蘇里江中上游流域出現連續降雨，致使烏蘇里江上游發生歷史第1位洪水，中游發生有資料記載以來的第2位洪水。洪水呈峰高量大、持續時間長的特點，虎頭水文站洪峰水位為54.88m，超過警戒水位1.88m，重現期超過30年，水位為1951年有記錄以來第一位。洪水致使黑龍江省虎林市、雙鴨山市0.29萬hm2農田受淹。

2 暴雨洪水特性

1）黑龍江流域

黑龍江流域降水可分為氣旋、對流、地形和臺風等4種類型，其中以氣旋降水為主，氣旋降水占全年降水的90%以上。暴雨引起的洪澇災害是黑龍江流域最大的自然災害。黑龍江一次暴雨歷時一般為3d，而主要雨量集中在24h內。造成黑龍江全流域性的洪水，往往不是同一次暴雨形成，而是由幾次連續降雨或暴雨在不同支流上產生洪水，經遭遇組合成干流大洪水。黑龍江洪水具有變化顯著的特點，由于流域內地形、植被及冰凍層等良好產流條件，夏季雨量充沛而集中，所以容易形成集中而劇烈的洪水。

2）松花江流域

松花江流域發生洪水的時間大多在7—9月。嫩江、松花江干流和各大支流一般在暴雨后5～7 d出現洪峰,豐滿水庫入庫流量一般在大暴雨之后2d左右達最大值。嫩江干流和松花江干流，洪水過程由多條支流來水匯集而成，洪水在河道內傳播時間長，且河槽調蓄作用大，一次洪水歷時很長。松花江干流哈爾濱站多為單峰型洪水；松花江干流下游佳木斯站，由于受牡丹江和湯旺河洪水影響，當上述兩支流發生洪水時，則佳木斯站出現雙峰型洪水，前峰為支流來水，后峰為松花江干流上游來水。由于流域集水面積大、氣象氣候條件多種多樣，各地區地形也有很大差異，所以整個流域由一次暴雨形成的大洪水年份很少，大部分是局地性的洪水匯合而成。

3）遼河流域

遼河流域洪水主要受暴雨、下墊面、水系組成及河道形態等因素制約。暴雨主要發生在7，8月，一次暴雨歷時一般不足3d，主要雨量又多集中在24h以內。與此相應，遼河流域的洪水大多出現在7，8月，尤以7月下旬至8月上旬為最。由于降雨歷時短、雨量集中，各主要支流又多流經山丘地區，匯流速度快，因此洪水多陡漲陡落，一次洪水過程不超過7d。暴雨有時連續出現，使一些年份的洪水呈現雙峰，雙峰洪水歷時一般在13d左右，兩峰間隔3～4d。遼河流域暴雨洪水均為部分流域所形成，全流域干支流同時發生大洪水可能性很小。

3 超標洪水水文應急測報方案

3.1 建立應急指揮體系

針對洪水特點，流域水文機構成立水文應急監測領導小組，負責流域特大洪水的水文應急監測工作。應急測驗隊為非常設機構，由水文應急監測領導小組領導。應急測驗隊下設4個行動小組：通信組負責通信網絡建設及測驗信息傳輸；水情組負責應急水文預警預測及計算分析工作；測驗組負責現場應急水文測驗工作；后勤組負責后勤保障及設備維護工作。當發生特大洪水應急事件時，應急測驗隊根據水文應急監測領導小組指令，組織相應人員開展現場應急測驗工作。

3.2 建立預警預防機制

3.2.1 預警信息采集

預警信息包括水文氣象信息和洪水預報信息。水文氣象信息主要有降水量、水位、流量、含沙量等水文要素信息和氣象信息及其變化趨勢；洪峰水位、流量、相應時間等水文特征信息；發生潰壩、決口、行蓄洪區運用、分洪河道分洪、大型水庫泄洪等特殊水情信息。洪水預報信息主要有大江大河干、支流水文站水位流量過程預報，洪峰水位、洪峰流量預報，水庫入庫洪水預報和庫水位過程預報。

3.2.2 預警預防行動

1）做好汛前準備工作。加強組織領導，明確崗位職責，細化人員分工；從實際出發，研究和解決水文測報工作存在的短板和問題，切實做好水毀水文測報設施設備的修復和測報設施設備的維修養護；認真開展水準點及水尺零點高程校測、大斷面測量、雨量計注水實驗等準備工作；對水文專用儀器、水文測船、自備應急供電電源等相關設施設備進行系統檢查、維護保養，確保運行良好，在高洪狀態下“測得到、測得準”；對數據傳輸設備、數據接收處理設備、通信信道、各類數據處理軟件進行全方位地檢查與測試，保持報汛通信網絡暢通，確保防汛數據“報得出、收得到”；優化資源配置，做好備品備件的儲備。

2）制定測洪、報汛方案。重要水文站測洪及報汛方案是防洪預案的重要組成部分，重要水文站的洪水信息是防汛決策的重要依據。各測站要總結近年來大洪水的測報經驗，進一步規范洪水測報工作，特別是特大洪水的測報要有相應對策和應急措施，更好地為防汛決策指揮當好耳目與參謀。按照水利部《全國重要水文站測洪及報汛方案》的相關要求，結合水文監測技術的最新發展動態，制定或修訂重要水文站測洪及報汛方案。

3.2.3 水文測報實施

各測站應加強對災害性水情的監測，選定切合實際的測驗方法及相應的儀器設備，制定各級洪水的水文測驗預案，大江大河干流控制站能測到50年一遇的洪水，支流主要水文站能測到有歷史記錄以來的最大洪水，為流域內各級水行政主管部門提供全面、快速、準確、及時的實時信息。

當江河即將出現洪水時，流域水文機構應做好洪水預報工作，及時向相關水行政主管部門報告雨情、水位、流量的實測情況和洪水走勢。測站所屬水文機構負責測站測報設施設備的運行維護與管理，當遇到重大水雨情、特殊水情和突發性事件等，及時向流域水文機構報告。遇特殊水情時，水文應急機動測驗隊迅速及時地收集分洪潰口或扒口相關水位、流量等實時信息。

3.3 建立應急響應機制

當測區范圍內發生或預測發生符合下列條件之一的事件時，依據事前編制的應急響應工作規程，啟動相應級別的應急響應。

1）當預測大江大河干流可能發生超過河道保證水位的大洪水或特大洪水；

2）大江大河干流重要河段堤防發生決口；3）重點大型水庫發生垮壩；

4）其他需要啟動應急響應的情況。

3.4 建立應急監測機制

3.4.1 特大洪水監測

1）各水文測站按照最新的《水文站測洪及報汛方案》和應急測報預案實施監測。

2）汛前做好測報大洪水的物資準備，確保在發生流域特大洪水時能測得到、測得準、報得出。當發生的洪水超出現有設施設備的測洪能力時，應采用一切可能措施，在保證測驗安全的前提下，盡量收集水文信息。

3）充分利用先進監測技術。按照《水利部印發關于深化水文監測改革指導意見的通知》《水利部辦公廳關于印發水文現代化建設技術裝備有關要求的通知》和《水利部水文司關于印發基于側掃雷達在線流量監測系統等6項新技術成果應用指南的通知》等要求，優先使用非接觸式、自動在線監測設備，用于特大洪水的水文應急監測工作，不斷創新水文測驗方式，加大新技術應用力度。

4）要加強特大洪水水文應急監測的實施組織工作。根據本測區水文特性，不斷完善測洪及報汛方案，提高方案的針對性、實用性和可操作性，并于每年汛前針對性地開展水文測報能力培訓和應急演練。建立應急響應機制，合理進行應急監測人員和儀器設備的調配，充實應急監測隊伍和技術裝備。加強測驗成果分析，認真總結監測工作的經驗和不足，不斷提高特大洪水水文應急測報能力。

5）各監測站點測驗人員要熟練掌握非常情況下的測驗方法，完成本站設計標準洪水范圍內的水文測報任務，根據洪水變化、突發事件實際情況、響應程度及其他要求，實時調整應急監測對象、要素、方法、手段與頻次。發生超標準洪水時，應在保證人員、裝備安全的前提下，盡量完成應急測報預案設計的監測工作，并盡量提高監測時效和監測成果精度。

3.4.2 潰口（分洪）應急監測

當河流發生特大洪水，部分河段發生潰口，或按照計劃實施分洪時，應按照《水文應急監測技術導則》等技術規定的要求及時開展潰口（分洪）水文應急監測，具體要求如下：

1）監測范圍應包括潰口（分洪）堤段、淹沒區、主河段一定區間以及區間內支流。

2）監測應收集潰口（分洪）區域數字化地形圖、防洪堤沿線平面圖和斷面圖及分洪方案、潰口（分洪）區水位庫容曲線等基礎資料，并制定應急監測方案。

3）測驗河段應選擇在潰口（分洪）附近，監測設施應布設在河岸或堤防穩固處，確保作業安全。測驗斷面應根據測驗方法布設，可在口門處布設上下浮標斷面，潰口（分洪）處主河道上下游布設測流斷面。測驗河段內有支流加入或其他分流還應布設相應的測驗斷面。

4）監測精度和頻次應滿足分洪方案、潰口淹沒預警預報及堵口的需要；水位、水深觀測應符合相關規定要求；流量測次應能滿足現場搶險決策的需要及控制潰口（分洪）流量過程。

3.5 建立信息報送機制

水文測報信息實行分級上報，歸口處理，同級共享。松遼流域防汛水文應急測報信息報送流程：

1）水雨情信息。水文站→測站所屬水文機構→流域水文機構→水利部。

2）洪水預報信息。測站所屬水文機構→流域水文機構→水利部。

3）潰口（分洪）監測信息。測驗現場采用GSM/GPRS通信網絡及衛星通信網絡報送流域水文機構。

水文應急測報信息的報送和處理，應快速、準確、詳實，重要信息要立即上報，因客觀原因當時難以準確掌握的信息，應及時報告基本情況，同時抓緊了解情況，隨時補報詳情。

4 結語

特大洪水的發生、發展具有時間上的突發性、地域上的隨機性和危害程度的不可預見性，這些不確定因素決定了水文應急測驗工作的隨機性與復雜性。因此，流域內各級水文部門應深刻認識到水文應急測報工作的重要性，充分研究流域歷史特大洪水的特點和規律，有針對性地制定水文測報方案。要加強組織領導，明確指揮體系與職責，建立快速有效、措施得力的應急響應和應急測報等工作機制，同時做好通信、資金、交通、安全等方面的保障工作。做到有備無患，保護人民生命和財產安全。