2013年黑龍江嘉蔭站洪水特性和預(yù)報(bào)方法分析

□ 田長濤

一、洪水特征分析

嘉蔭站位于黑龍江省嘉蔭縣主城區(qū)內(nèi)，是黑龍江干流中游主要水位控制站，地理坐標(biāo)為東經(jīng)130°23′，北緯45°53′。測站右岸設(shè)有高標(biāo)準(zhǔn)防洪堤，為漿砌塊石護(hù)坡，左岸在俄羅斯境內(nèi)。嘉蔭站距離上游烏云站為90km，集水面積為85.1萬km2。上游右岸30km處有結(jié)烈河匯入，上游右岸50km處有烏云河匯入，距離河口為1 551km。測驗(yàn)河段河床由礫、砂石組成，河床穩(wěn)定，沖淤變化不明顯。嘉蔭站上游俄羅斯先后有兩條較大河流匯入黑龍江，其中距離上游約430km處有結(jié)雅河匯入，該河流域面積為23.3萬km2，河長為1 242km，該河來水量約占嘉蔭站總來水量的40%。上游約130km處有布列亞河匯入，該河流域面積為7.07萬km2，河長623km。測站位置及水系分布見圖1。

黑龍江嘉蔭站2013年夏汛期間，共發(fā)生4次洪水，其中第4次洪水過程歷時最長，水位漲幅也最大，出現(xiàn)超歷史1號實(shí)測洪峰水位，洪水使縣城沿江部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)堤壩被沖毀、耕地和房屋受淹，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

嘉蔭站2013年洪水過程自2013年7月23日開始起漲（92.14m，假定基面），至8月23日出現(xiàn)洪峰水位（100.88m），最高洪峰水位持續(xù)時間約10h，洪峰水位12h內(nèi)僅回落1cm。洪峰水位超出警戒水位3.88m，超出堤防保證水位1.38m，距離斷面處壩頂僅0.89m。本次洪水過程水位上漲幅度為8.74m，漲洪歷時30h，平均每日上漲約0.29m，上游烏云站至嘉蔭站洪峰傳播時間約為72h。嘉蔭站水位上漲規(guī)律與上游各站水位變化趨勢基本一致，見表1。

圖1 黑龍江嘉蔭站測站位置及水系分布圖

二、2013年嘉蔭站洪峰水位預(yù)報(bào)方法分析

（一）預(yù)報(bào)條件分析

嘉蔭站屬國際河流水位控制站，其洪水來源為上游干流來水，洪峰水位預(yù)報(bào)采用烏云站洪峰水位和嘉蔭站洪峰水位建立的相關(guān)關(guān)系來預(yù)報(bào)，洪峰出現(xiàn)時間按經(jīng)驗(yàn)曲線確定。由于2013年嘉蔭站洪水漲幅較大，超出了預(yù)報(bào)方案的使用上限，無法繼續(xù)使用。在嘉蔭站洪水上漲期間需要定期對未來水勢進(jìn)行定量預(yù)報(bào)，因此需采用其他方法來進(jìn)行短期洪峰水位預(yù)報(bào)。

（二）上下游時段水位相關(guān)法在嘉蔭站洪水預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

對嘉蔭站洪水來水影響較大的俄羅斯境內(nèi)的兩條河流均有水庫控制，兩座水庫的庫容分別為684億和209億m3，2013年夏汛期水庫泄量約占兩河河口流量的1/3。由于受俄方水庫不規(guī)律性泄洪影響，烏云站和嘉蔭站水位難以形成穩(wěn)定的洪峰水位對應(yīng)相關(guān)關(guān)系，因此需采用烏云站和嘉蔭站的不同時段水位來建立相關(guān)關(guān)系并對預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時校正。具體方法就是在水位上漲階段將烏云站每日的時段水位（8時值）假定為洪峰水位，將該水位與后移3日的嘉蔭站每日8時水位建立相關(guān)關(guān)系（烏云站水位數(shù)據(jù)自8月2日至16日，嘉蔭站水位數(shù)據(jù)8月5日至8月18日）。利用相關(guān)線趨勢方程來預(yù)報(bào)嘉蔭站洪峰水位，由于時段水位并非是洪峰水位，而且烏云站來水受俄方布列亞河的影響較大，所以在進(jìn)行預(yù)報(bào)作業(yè)時存在一定的誤差，將每日計(jì)算出的烏云站時段水位與實(shí)測值進(jìn)行誤差比較，最后在實(shí)際預(yù)報(bào)時對計(jì)算值進(jìn)行誤差修正。

2013年黑龍江烏云站與嘉蔭站時段相關(guān)水位擬合計(jì)算表表1

根據(jù)表1中的相關(guān)線公式和計(jì)算數(shù)據(jù)的誤差規(guī)律，在烏云站8月20日出現(xiàn)洪峰水位后（100.25m），預(yù)報(bào)嘉蔭站洪峰水位為101.15m，根據(jù)前期擬合、預(yù)報(bào)誤差綜合分析判定，預(yù)報(bào)值須調(diào)低，最終確定為100.90m，嘉蔭站實(shí)測洪峰水位為100.88m，出現(xiàn)在8月23日，預(yù)報(bào)結(jié)果完全滿足精度要求。

三、結(jié)束語

洪水預(yù)報(bào)工作經(jīng)常會遇到預(yù)報(bào)方案因超出限度無法使用的情況，需要采用一些臨時預(yù)報(bào)方法。因上下游時段水位相關(guān)與洪峰水位相關(guān)存在較大的區(qū)別，即使在同一水文斷面下，因不同場次的洪水其上下游時段水位相關(guān)性也會有很大的不同。本文僅就上下游相關(guān)水位預(yù)報(bào)的方法在大洪水期進(jìn)行臨時應(yīng)急使用進(jìn)行了分析，由于選用實(shí)測數(shù)據(jù)點(diǎn)據(jù)較少，預(yù)報(bào)方法存在很大的經(jīng)驗(yàn)性和局限性。