用相應(yīng)水位法推求牡丹江水文站洪峰水位

王 釗，劉萍，曹志峰

(牡丹江水文局，黑龍江牡丹江157000)

1 基本概念

相應(yīng)水位法是采用較廣發(fā)的一種簡易、實用而古老的水文預(yù)報方法，它根據(jù)河道洪水波運動原理，分析洪水波上同一位相點通過河段上下斷面時表現(xiàn)出的水位，稱相應(yīng)水位。從上斷面至下斷面所經(jīng)歷的時間叫傳播時間。建立相應(yīng)水位與傳播時間的經(jīng)驗關(guān)系，由上斷面現(xiàn)時水位預(yù)報下斷面未來時刻水位的河道洪水預(yù)報方法，稱相應(yīng)水位預(yù)報方法。

2 預(yù)報斷面基本情況

牡丹江水文站位于黑龍江省牡丹江市興隆鎮(zhèn)，該站始建于1934－02－28，1954年改為水文站，2004－01－01基本水尺斷面上遷842 m，改為牡丹江(二)站。本站距河源446 km，距河口距離279 km，集水面積為22 194 km2，是牡丹江干流重要控制水文站，是國家重要水文站、中央報汛站。

本站測驗河段處于牡—寧段鐵路橋與公路橋之間，順直部分長達(dá)1 500 m左右，測驗斷面下游800 m處有海浪公路大橋，上游1 700 m處有牡—寧鐵路大橋。左岸為牡丹江防洪大堤，右岸為牡—寧公路。基本水尺斷面上游2 100 m處海浪河從左岸匯入，海浪河系牡丹江第一支流，也是牡丹江中下游洪水來源的主要地區(qū)。

本站洪水為典型的雨洪徑流，年最大洪峰集中出現(xiàn)在汛期7～9月，尤以8、9月份最為集中，8、9月份出現(xiàn)年最大洪峰的概率為75%。

本站洪水過程大多為復(fù)式洪峰，洪峰停留時間一般在2 h左右，漲、落水歷時一般為1～2 d，峰型較瘦。

3 流域概括

3.1 自然地理

牡丹江為松花江第二大支流，發(fā)源于長白山牡丹嶺，河流大致呈南北走向，全長725 km，平均坡降1.3‰，總落差為1 007 m，流域面積為37 600 km2。在該河流上的牡丹江水文站集水面積為22 194 km2，上游的石頭水文站集水面積為13 771 km2，距牡丹江站約85 km。其左支流海浪河上的長汀子水文站集水面積為2 424 km，長汀子站距牡丹江站約為90 km。整個流域呈南北狹長形，地跨吉、黑兩省，本流域以南為圖們江、第二松花江流域;東部為穆棱河流域，西部以張廣才嶺為界，有拉林河、螞蟻河流域，北臨松花江干流。

兩岸支流分布較為均勻，支流多數(shù)短而湍急，最大的支流為海浪河、相當(dāng)總面積的1/7，流域面積為5 251.4 km2，河流全長212.8 km，落差530 m。植被情況:鏡泊湖以上和海浪河上游多為原始森林，一般多為幼樹林，靠河兩岸多為耕地，土壤大部分為砂壤土。

3.2 水文氣象

本流域氣候受太平洋季風(fēng)和西伯利亞高氣壓所控制，夏季炎熱多雨，冬季嚴(yán)寒干燥。汛期洪水大多數(shù)受南來臺風(fēng)和低氣壓合并的影響，造成集中的大暴雨，從而形成較大洪水。

多年平均降水量540.1 mm，降水的年際變化較大，歷年最大降水量為737.3 mm，歷年最低降水量僅384.8 mm。降水主要集中在汛期6～9月，多年平均6～9月降水量為372.8 mm，約占年降水量的69%。歷年最大6～9月降水量644.3 mm(1914年)，歷年最小6～9月降水量226.4 mm(1967年)，歷年最大月降水量308.1 mm(1965－08)，歷年最大日降水量141.4 mm(1957－08－21)，歷年最大1 h降水量41.8 mm。

4 預(yù)報方案編制

4.1 洪水來源

牡丹江洪水量主要來源于干流，其次來源于支流海浪河，因干流集水面積較大，流路很長，比降較緩，同時因鏡泊湖及沿江調(diào)蓄水量很大，故洪水漲落較緩，洪峰流量同洪水總量相比相對較小，海浪河則相反，集水面積較小，流路較短，比降較陡，河道調(diào)節(jié)作用較小，故洪水陡漲陡落，對形成洪峰流量影響相對較大。

從牡丹江水文站的洪水組成看，干流洪水起底水作用，海浪河的洪峰與牡丹江水文站的洪峰相對應(yīng)，因此我們制作了長汀子水文站～牡丹江水文站相應(yīng)洪峰水位的相關(guān)關(guān)系線，以牡丹江水文站同時水位為參數(shù)，來反映干流和區(qū)間來水對牡丹江水文站洪峰水位的影響。

4.2 資料選用

從1952年至2000年水位資料中，選取長汀子水文站55次洪峰水位和相應(yīng)的牡丹江站同時水位、洪峰水位，及相應(yīng)上下游傳播時間，進行相關(guān)分析。見圖1。

4.3 方案評定

根據(jù)《水文情報預(yù)報規(guī)范》規(guī)定進行分析與統(tǒng)計。牡丹江水文站上下游相應(yīng)水位預(yù)報方案中共55個點據(jù)，其中合格為39個點據(jù)，方案合格率是70.9%，確定為乙級方案，上下游傳播時間合格為42個點據(jù)，方案合格率是76.4%，確定為乙級方案。分析統(tǒng)計結(jié)果見表1。

圖1 長汀子站與牡丹江站洪峰水位相關(guān)圖

表1 長汀子水文站與牡丹江水文站洪峰水位相關(guān)因素統(tǒng)計表

4.4 存在問題及解決方法

本預(yù)報方案大洪水的點據(jù)比較少，在應(yīng)用時要引起注意，要對暴雨特性做全面的分析，相互比較進行作業(yè)預(yù)報，對于較小洪水點據(jù)較多，高水有的點據(jù)雖然合格，但誤差較大，主要是長汀子水文站出現(xiàn)洪峰水位時，相應(yīng)的牡丹江水文站的同時水位是屬于連續(xù)峰時，同時水位比單峰的同時水位偏高，預(yù)報值偏大，應(yīng)用時要進行適當(dāng)改正，要特別引起重視。

［1］ 牡丹江水文局.水文預(yù)報［M］.北京:水利電力出版社，1984.

［2］ 牡丹江水文局.牡丹江水文局實用洪水預(yù)報方案［R］.牡丹江:牡丹江水文局，2009.