汛期水文站短期洪水預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)分析

劉宏偉

（新疆阿勒泰水文水資源勘測(cè)局 新疆 阿勒泰 836500）

由于受站網(wǎng)分布較少的影響，測(cè)站在洪峰流量來臨時(shí)的短期不可預(yù)見性顯現(xiàn)的較為明顯。為進(jìn)一步提高測(cè)站的測(cè)驗(yàn)工作能力，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚺c洪峰類型間的特性做一些分析。

1 喀拉額爾齊斯河春汛洪水成因

喀拉額爾齊斯河是額爾齊斯河流域在我國境內(nèi)的第三大一級(jí)支流，發(fā)源于阿爾泰山南麓，由北向南，匯入額爾齊斯河。其流域最高點(diǎn)海拔高程為3291m，流域平均海拔高程為2300m左右，河水補(bǔ)給主要靠季節(jié)性積雪融水和降水，汛期水量占年水量的71.6%～82.8%。測(cè)驗(yàn)斷面以上集水面積為4802km2，河長(zhǎng)139km，平均河道比降0.0136。洪水來源主要是阿勒泰山脈的季節(jié)性積雪消融和5月～7月汛期降水。冬季山區(qū)積雪和汛期降水、氣溫等物理因子對(duì)洪峰的形成具有至關(guān)重要的影響，8月以后氣溫下降較快，融雪銳減，洪水消退。洪水歷時(shí)一般在5d～10d，洪水過程與氣溫的日變化過程相一致，呈一日一峰的變化規(guī)律，而且每日的峰谷都有固定時(shí)間。洪水按成因可分為三種類型。

1.1 季節(jié)性融雪型洪水

主要為季節(jié)性山區(qū)融雪洪水，開春4月下旬隨氣溫的逐漸回升，中、低山區(qū)積雪消融，形成融雪洪水。融雪洪水峰谷日變化十分有規(guī)律，過程顯得肥胖，峰值低。當(dāng)山區(qū)積雪厚度一定時(shí)，氣溫變化可導(dǎo)致兩種情形：一是氣溫時(shí)高時(shí)低，洪水也隨之漲落，隨氣溫逐日上升，洪水逐日增大，直到洪峰出現(xiàn)。個(gè)別年份雖然山區(qū)積雪很厚，但氣溫日變化大，連續(xù)升降數(shù)次后，洪水過程被拉長(zhǎng)，洪峰被削減，情形是氣溫一直不斷上升，每日洪峰回落幅度較少，直到年最大洪峰出現(xiàn)，此種情形峰值較大，水量集中，洪水過程相對(duì)較短，見圖1。

1.2 季節(jié)性融雪與降雨混合型洪水

隨夏季氣溫升高，流域內(nèi)積雪逐步進(jìn)入消融期，若該期間流域遭遇降水天氣，這時(shí)可能出現(xiàn)兩種情況：一種是冷峰過境降水，先雨后雪，氣溫隨海拔高程增大而下降，使洪峰回落幅度較大，洪水過程延長(zhǎng)，不易產(chǎn)生較大洪水；另一種是當(dāng)山區(qū)冬季積雪較厚的年份，前期受持續(xù)高溫天氣影響后，降雨對(duì)積雪的消融起到催化劑的作用，加速山區(qū)積雪的消融，所形成的洪水峰高、量大，匯流時(shí)間較快，易造成較大的災(zāi)害性洪水，這種洪水過程對(duì)下游危害最大，見圖2。

1.3 暴雨型洪水

這類洪水主要受局部天氣和地形的影響，一般在山區(qū)積雪消融完后的夏季7月～8月上旬間發(fā)生。由于這種暴雨常發(fā)生在中、低山區(qū)，降水強(qiáng)度大，歷時(shí)短，反映在河流上的洪水過程既尖又窄。因喀拉額爾齊斯河測(cè)驗(yàn)斷面處的集水面積較大，測(cè)站以上河長(zhǎng)較長(zhǎng)，河槽調(diào)蓄能力強(qiáng)。因此，此類洪水洪峰不很高、洪量也不大，對(duì)下游不形成多大危害，見圖3。

圖1 融雪型洪水過程線

圖2 混合型洪水過程線

圖3 暴雨型洪水過程線

表1 測(cè)驗(yàn)斷面處日平均氣溫與水位表

據(jù)對(duì)當(dāng)?shù)啬撩竦恼{(diào)查，牧民牛羊基本在每年的5月15日前后的一個(gè)星期內(nèi)完成轉(zhuǎn)場(chǎng)。以上三種洪水形式，季節(jié)性融雪型洪水的發(fā)生與牧民牛羊轉(zhuǎn)場(chǎng)在一個(gè)時(shí)間段上。所以，探討分析基層測(cè)站對(duì)季節(jié)性融雪型洪水的預(yù)報(bào)，是測(cè)站職工應(yīng)該掌握的基本手段。

2 氣溫與洪峰流量的關(guān)系

利用測(cè)驗(yàn)斷面處的氣溫資料來預(yù)報(bào)未來幾天內(nèi)洪水發(fā)生的幾率。是根據(jù)洪水沿河長(zhǎng)傳播時(shí)間與速度在受洪水坦化作用、河床比降變化、河床糙率、河道順直程度等多種因素影響，從而確定洪水的變化的因果關(guān)系。當(dāng)發(fā)生大洪水時(shí)多處河段發(fā)生漫灘情況，兩岸灘地及樹木對(duì)洪水傳播速度將起到很大的阻礙作用，因此，洪水沿河道向下游推進(jìn)過程中所受到的各種因素影響也在不斷變化，達(dá)到平原區(qū)河道坡度逐漸變緩，推進(jìn)速度也相應(yīng)減弱，這也只是根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)分析的結(jié)論。要想得到較準(zhǔn)確的洪水傳播時(shí)間與速度，必需有上下游站洪水資料的分析結(jié)果作為基礎(chǔ)。由于上游無任何洪水資料可供分析，只能借氣溫變化趨勢(shì)對(duì)未來幾日內(nèi)洪水進(jìn)行進(jìn)行估算見表1、圖4、圖5。將有關(guān)資料列表，在生成相應(yīng)時(shí)間與氣溫和水位圖上能夠真實(shí)反映氣溫與水位間的關(guān)系。

圖4 氣溫變化過程線

圖5 水位變化過程線

由圖1可以看出，高山融雪匯流產(chǎn)生洪峰到達(dá)測(cè)驗(yàn)斷面的歷時(shí)在23h～26h之間，與一日的時(shí)間周期變化基本吻合。根據(jù)計(jì)算，冰雪融化到產(chǎn)生徑流，在沿河長(zhǎng)139km的河道平均流速在1.49m/s～1.68m/s之間。從上圖4、圖5的氣溫變化過程和水位變化過程來看，分為兩個(gè)較完整的過程：第一個(gè)變化過程：4月18日氣溫由4.7℃不斷升高至21日的13.8℃，相應(yīng)的洪峰水位也由7.12m緩慢抬升到7.66m。當(dāng)溫度持續(xù)到27日最高時(shí)，測(cè)驗(yàn)斷面水位也在28日達(dá)到一個(gè)階段的最高點(diǎn)。4月27日～5月2日，氣溫有一個(gè)下降和小幅回升的過程，影響到水位從4月28日開始到5月3日的一個(gè)持續(xù)下降的過程。第二個(gè)變化過程：5月3日至11日，氣溫又有一個(gè)小幅升降，相應(yīng)的水位也由5月4日開始漲跌過程。

從上面分析的數(shù)據(jù)看出，氣溫與徑流的產(chǎn)生具有因果關(guān)系。

3 結(jié)語

在預(yù)測(cè)洪水時(shí)，要考慮多方面因素，結(jié)合氣象部門未來幾天內(nèi)預(yù)報(bào)的氣象情況，以所處測(cè)驗(yàn)斷面的實(shí)測(cè)氣溫資料來預(yù)測(cè)到未來幾日洪峰流量的變化規(guī)律，并將其運(yùn)用到為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)牧民的生產(chǎn)、生活提供幫助的服務(wù)于民的理念上?！?/p>

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