松遼流域中小河流水文應(yīng)急測驗(yàn)方案研究

付鵬，寧方貴，馬文喜，柳恒（.水利部松遼水利委員會水文局，300，長春；.松遼委水文局黑龍江上游水文水資源中心，64300，黑河）

松遼流域中小河流水文應(yīng)急測驗(yàn)方案研究

付鵬1，寧方貴1，馬文喜2，柳恒2
（1.水利部松遼水利委員會水文局，130021，長春；2.松遼委水文局黑龍江上游水文水資源中心，164300，黑河）

松遼流域中小河流眾多，近年大洪水相關(guān)災(zāi)害及水污染等突發(fā)性水災(zāi)害頻發(fā)，制定中小河流水文應(yīng)急測驗(yàn)方案、提高水文應(yīng)急測驗(yàn)?zāi)芰κ直匾推惹?。松遼流域成立了水文應(yīng)急機(jī)動測驗(yàn)隊(duì)，配置了比較完善的水文應(yīng)急測驗(yàn)設(shè)備，摸清了各種設(shè)備組合方案的測驗(yàn)效果，有針對性地制定了各種災(zāi)害情況下的水文應(yīng)急測驗(yàn)方案。多次實(shí)地測驗(yàn)和應(yīng)急演練證明，合理應(yīng)用該方案能夠成功應(yīng)對各種突發(fā)性水災(zāi)害事件。

松遼流域；中小河流；水文；應(yīng)急測驗(yàn)

國家發(fā)改委2011年印發(fā)了《全國中小河流治理和病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固、山洪地質(zhì)災(zāi)害防御和綜合治理總體規(guī)劃》（發(fā)改農(nóng)經(jīng)〔2011〕1190號文），明確要求完善防洪非工程措施，加強(qiáng)水文測站站網(wǎng)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高應(yīng)急測驗(yàn)?zāi)芰ΑＫ蛇|流域中小河流眾多，自然災(zāi)害嚴(yán)重，近年發(fā)生的突發(fā)性水事件多具形式多樣、時(shí)間突發(fā)和地點(diǎn)隨機(jī)等特點(diǎn)。因此，針對松遼流域?yàn)?zāi)害特點(diǎn)，制定中小河流水文應(yīng)急測驗(yàn)方案，提高水文應(yīng)急測驗(yàn)?zāi)芰?，是十分必要也是十分重要的?/p>

一、松遼流域水災(zāi)害概述

1.流域概況

松遼流域位于我國東北部，泛指東北地區(qū)的松花江、遼河、沿黃海渤海諸河及跨界河流（中國側(cè)）流域。松遼流域西北部鄰接蒙古國及我國內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟，西南部與河北省毗連，北部和東北部以額爾古納河、黑龍江干流和烏蘇里江與俄羅斯分界，東部隔圖們江、鴨綠江與朝鮮相望，南瀕渤海和黃海。松遼流域含黑龍江、吉林、遼寧三省和內(nèi)蒙古自治區(qū)東部三市一盟及河北省承德市的一部分，總面積124.89萬km2。

松遼流域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(dú)流入海河流等。松遼流域面積大于1 000 km2以上河流318條，大于10 000 km2以上河流55條。流域面積在200～3 000 km2之間的中小河流約有1 403條，其中松花江區(qū)1 019條，遼河區(qū)384條；按照行政區(qū)域劃分，黑龍江省中小河流約有460條，吉林省220條，遼寧省196條，內(nèi)蒙古自治區(qū)527條。2.水災(zāi)害概述

1791—1911年，松遼流域共發(fā)生水災(zāi)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，水災(zāi)頻繁且連續(xù)性強(qiáng)，共發(fā)生水災(zāi)27次，其中特大洪水6次，局部大洪水8次，一般洪水13次。1949—1998年，共發(fā)生水災(zāi)30次，其中特大洪水9次，局部大洪水7次，一般洪水14次。1998年是新中國成立以來松遼流域洪澇災(zāi)害最為嚴(yán)重的一年，特別是松花江流域發(fā)生了較大的洪澇災(zāi)害，造成直接經(jīng)濟(jì)損失480多億元。

1998年以后，比較大的洪水年主要有2010年和2013年。2010年溫德河發(fā)生特大洪水，造成口前站以上3個(gè)鎮(zhèn)的37個(gè)村4.45萬戶受災(zāi)，受災(zāi)人口13.35萬人，農(nóng)作物受災(zāi)面積19 962 hm2，絕收5 580 hm2，農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失2.19億元，工礦企業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失3.35億元。2013年，松花江流域和黑龍江干流共有44條河流發(fā)生超警戒以上洪水，16條河流發(fā)生超歷史洪水，造成多處堤防決口，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)7 800萬元。

除洪水外，亦有其他形式的水災(zāi)害。例如，2005年黑龍江省沙蘭鎮(zhèn)發(fā)生特大山洪和泥石流災(zāi)害，造成105名學(xué)生死亡。同年，吉林石化公司雙苯廠一車間發(fā)生爆炸，約100 t苯類物質(zhì)（苯、硝基苯等）流入松花江，造成江水嚴(yán)重污染，沿岸數(shù)百萬居民的生活受到影響。此外，在氣候條件惡劣的黑龍江流域，冰塞冰壩壅水事件幾乎每年均有發(fā)生。

二、水災(zāi)害種類和特點(diǎn)

1.水災(zāi)害種類

突發(fā)性水災(zāi)害主要包括大洪水、潰壩、冰塞冰壩、分洪與潰口、泥石流、堰塞湖和重大突發(fā)性水污染事件等。按照水災(zāi)害的性質(zhì)，大體上可分為3類：

①洪水災(zāi)害。一般指江河湖泊水量迅速增加，或者水位迅猛上漲所引發(fā)的自然災(zāi)害。例如大洪水、潰壩、分洪與潰口等，都屬于洪水災(zāi)害。

②洪水引發(fā)的次生災(zāi)害。當(dāng)洪水災(zāi)害發(fā)生時(shí)，可能會同時(shí)或伴隨發(fā)生一種或多種災(zāi)害，持續(xù)給人類社會帶來危害。例如冰塞冰壩、泥石流和堰塞湖等，都屬于洪水引發(fā)的次生災(zāi)害。

③水污染災(zāi)害。一般指水體因某種物質(zhì)的介入，超過了水體的自凈能力，導(dǎo)致其物理、化學(xué)、生物等方面特征的改變，從而造成水質(zhì)惡化，危害人體健康或破壞生態(tài)環(huán)境。

2.水災(zāi)害特點(diǎn)

總結(jié)分析松遼流域以往發(fā)生的突發(fā)性水災(zāi)害事件，發(fā)現(xiàn)普遍具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

①隨機(jī)性強(qiáng)、災(zāi)害損失大。任何一類突發(fā)性水災(zāi)害事件的發(fā)生和發(fā)展都具有隨機(jī)性和不確定性，災(zāi)害隨時(shí)都有可能發(fā)生，但發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)、類型、強(qiáng)度與危害等事前都難以預(yù)料，也沒有現(xiàn)成的規(guī)律可循。所以，突發(fā)性水災(zāi)害不僅會造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失，而且還會帶來重大的人身傷亡和工程安全問題。

②社會影響、政治影響大。由于突發(fā)性水災(zāi)害所造成的損失大，所以往往會產(chǎn)生廣泛的社會影響、政治影響，甚至?xí)绊懙缴鐣姆€(wěn)定。

③關(guān)注度高、社會期望大。隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，人民對生命的珍愛、對社會處置突發(fā)性事件能力的關(guān)注、對有序社會秩序的渴望，比以往任何時(shí)候都要高。因此，社會各界對政府有效抑制和科學(xué)處置突發(fā)性水事件的能力和效果越來越關(guān)注。

④現(xiàn)場惡劣、測驗(yàn)難度大。突發(fā)性水災(zāi)害發(fā)生時(shí)，應(yīng)急測驗(yàn)工作很重要。但是突發(fā)性水災(zāi)害多發(fā)生在交通不便、通信條件較差的偏僻山區(qū)，江、河、湖、庫的岸邊，因此測驗(yàn)條件較差，難度極大。同時(shí)，水文應(yīng)急測驗(yàn)工作往往與雷電風(fēng)雨相伴，更增加了測驗(yàn)工作的難度。

三、水文應(yīng)急測驗(yàn)方案

1.應(yīng)急測驗(yàn)基本要求

①堅(jiān)持“平戰(zhàn)結(jié)合，有備無患”。突發(fā)性水災(zāi)害的不可預(yù)見性，決定了應(yīng)急測驗(yàn)工作的隨機(jī)性與復(fù)雜性，因此應(yīng)急測驗(yàn)工作應(yīng)建立長效機(jī)制，組建專業(yè)隊(duì)伍，配置完善的技術(shù)裝備，結(jié)合常規(guī)水文巡測工作，在完成日常測驗(yàn)任務(wù)的同時(shí)加強(qiáng)演練，鍛煉隊(duì)伍，積累經(jīng)驗(yàn)，提高應(yīng)急測驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

②應(yīng)急測驗(yàn)重在“機(jī)動”和“應(yīng)急”。應(yīng)急指揮車的越野性能要好，動力要強(qiáng)；主要儀器設(shè)備性能要好，可靠性要高，當(dāng)發(fā)生突發(fā)性水事件時(shí)能確保測驗(yàn)人員第一時(shí)間趕到現(xiàn)場，及時(shí)開展有效的測驗(yàn)工作，掌握第一手資料。

③應(yīng)急測驗(yàn)須滿足時(shí)效性要求。當(dāng)洪澇災(zāi)害、水污染等水事件發(fā)生后，各級政府部門為了把損失降到最低程度，要在最短時(shí)間內(nèi)制定出各種處置方案，因而對水文信息的需求十分緊迫，對應(yīng)急測驗(yàn)工作的時(shí)效性要求較高。

2.應(yīng)急測驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

為了應(yīng)對隨時(shí)隨地都有可能發(fā)生的突發(fā)性水災(zāi)害事件，松遼流域成立了水文應(yīng)急機(jī)動測驗(yàn)隊(duì)。配置了比較完善的水文應(yīng)急測驗(yàn)設(shè)備，包括各種水文測驗(yàn)設(shè)備、測繪設(shè)備，以及各種后勤保障設(shè)備等。同時(shí)，摸清了各種設(shè)備組合方案的測驗(yàn)效果，有針對性地制定了各種災(zāi)害情況下的水文應(yīng)急測驗(yàn)方案。

（1）大洪水應(yīng)急測驗(yàn)方案

①水文要素測驗(yàn)。通過合理應(yīng)用水位（雨量）自動監(jiān)測設(shè)備、雷達(dá)水位計(jì)、流量測驗(yàn)系統(tǒng)、現(xiàn)場測沙儀、激光粒度分析儀、遙控電動船，完成現(xiàn)場定位、水位及雨量自動采集、流量測驗(yàn)、泥沙顆粒分析計(jì)算、河道斷面測量等工作，快速、準(zhǔn)確獲取大洪水期間洪水水位、流量、泥沙等水文要素，特別是漫灘部位的水文要素。

②地形測量。應(yīng)用三維激光掃描成像系統(tǒng)來完成灘地或境外無法直接到達(dá)處的地形測量，掌握漫灘部位地形及斷面情況，安排流量測驗(yàn)或分析確定漫灘部位流量。

③河道測量。應(yīng)用多波束水下地形測量系統(tǒng)和橡皮艇來完成河道地形測量，掌握河道沖淤變化。

完成上述測驗(yàn)測量，需要配備充足的輔助設(shè)備，包括測距望遠(yuǎn)鏡、應(yīng)急照明燈、對講機(jī)、計(jì)算機(jī)等通用設(shè)備及常規(guī)測驗(yàn)器具。

（2）冰塞冰壩壅水應(yīng)急測驗(yàn)

①應(yīng)用電子水準(zhǔn)儀完成水位引測。

②應(yīng)用鉆冰設(shè)備、打冰測流系統(tǒng)、GPS、全站儀等設(shè)備，完成冰厚、冰壩位置及高度測量，計(jì)算冰體過水能力。

（3）潰壩、分洪（潰口）應(yīng)急測驗(yàn)

①潰壩測驗(yàn)。應(yīng)用便攜式水情應(yīng)急自動監(jiān)測站，完成潰壩處水位（雨量）監(jiān)測；應(yīng)用電波流速儀完成潰壩處流速監(jiān)測；應(yīng)用ADCP測流系統(tǒng)、橡皮艇完成下游河道流量測驗(yàn)；利用測距望遠(yuǎn)鏡、全站儀等測量潰口寬度。

②分洪（潰口）測驗(yàn)。應(yīng)用便攜式水情應(yīng)急自動監(jiān)測站，完成潰壩處水位（雨量）監(jiān)測；應(yīng)用電波流速儀完成潰壩處流速監(jiān)測；應(yīng)用多波束水下地形測量系統(tǒng)，完成淹沒區(qū)地形測量；應(yīng)用ADCP測流系統(tǒng)、充氣橡皮舟（帶動力）完成潰口上下游河道流量測驗(yàn)；應(yīng)用現(xiàn)場測沙儀完成潰口處泥沙測驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析；利用測距望遠(yuǎn)鏡、全站儀等測量潰口寬度。

（4）堰塞湖、泥石流應(yīng)急測驗(yàn)

①堰塞湖測驗(yàn)。堰塞湖災(zāi)害形成時(shí)，需要監(jiān)測堰塞湖出入口水位、流量、泥沙、水下地形。應(yīng)用水位（雨量）自動測報(bào)系統(tǒng)，完成水位（雨量）觀測；應(yīng)用ADV聲學(xué)多普勒流速儀、激光測距儀、充氣橡皮舟（帶動力）完成流量監(jiān)測；應(yīng)用現(xiàn)場測沙儀完成堰塞湖出口、入口泥沙測驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析；應(yīng)用三維激光掃描儀、便攜式測深儀、多波束水下地形測量系統(tǒng)完成堰塞湖湖區(qū)地形測量。

②泥石流測驗(yàn)。泥石流災(zāi)害發(fā)生時(shí)，大量的泥石阻塞河道，形成順河向的堰塞體，導(dǎo)致在堰塞體上游形成堰塞湖。需要施測泥石流的體積，計(jì)算堰塞體過水能力。可以通過三維激光掃描成像系統(tǒng)、便攜式測深儀來完成堰塞體及下游地形測量工作。

（5）應(yīng)急調(diào)水和突發(fā)水污染應(yīng)急測驗(yàn)

①應(yīng)急調(diào)水測驗(yàn)。應(yīng)急調(diào)水時(shí)，需要監(jiān)測調(diào)水水量、水質(zhì)。應(yīng)用ADV聲學(xué)多普勒流速儀完成水量測驗(yàn)；應(yīng)用便攜式多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀完成水質(zhì)監(jiān)測。

②水污染應(yīng)急測驗(yàn)。處理突發(fā)水污染事件，需要進(jìn)行現(xiàn)場水質(zhì)、水量監(jiān)測。應(yīng)用便攜式多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀完成水質(zhì)監(jiān)測；應(yīng)用ADCP測流系統(tǒng)、橡皮艇完成流量測驗(yàn)。對于重大突發(fā)性水污染事件，一般情況下便攜式水質(zhì)監(jiān)測儀難以滿足要求，可利用水環(huán)境移動監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室完成水質(zhì)監(jiān)測。

四、結(jié)語

實(shí)踐證明應(yīng)急測驗(yàn)方案的實(shí)施效果良好。松遼流域中小河流水文應(yīng)急測驗(yàn)方案制定后，已經(jīng)多次在黑龍江干流進(jìn)行實(shí)地測驗(yàn)和應(yīng)急演練，實(shí)施效果良好。實(shí)踐證明合理應(yīng)用該方案能夠成功應(yīng)對各種突發(fā)性水災(zāi)害事件。

應(yīng)急測驗(yàn)方案的實(shí)施應(yīng)該機(jī)動靈活。突發(fā)性水災(zāi)害事件的發(fā)生、發(fā)展過程是難以預(yù)測的，所以應(yīng)急測驗(yàn)方案的實(shí)施也要根據(jù)具體情況靈活應(yīng)變。只有充分發(fā)揮人的智慧，才能讓儀器設(shè)備發(fā)揮更大的作用?！?/p>

［1］馬鐵民．松遼流域水資源［M］．長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2006．

［2］孫建民，王展，劉文瓊．水文應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)方案及其應(yīng)用分析［J］．河南水利與南水北調(diào)，2014（16）．

［3］蔡建元．唐家山堰塞湖水文監(jiān)測及災(zāi)后重建的思考［J］．中國水利，2008（16）．

［4］張孝軍．堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測方案的設(shè)計(jì)［J］．水利水文自動化，2010（1）．

［5］關(guān)偉．水文測驗(yàn)應(yīng)急監(jiān)測方案的設(shè)計(jì)［J］．城市建設(shè)理論研究，2013（23）．

［6］王世雄．突發(fā)性水污染事件中的應(yīng)急監(jiān)測探討［J］．水文，2009（6）．

責(zé)任編輯張金慧

Options for emergency hydrological test of small and medium rivers in Song-Liao River Basin//

Fu Peng，Ning Fanggui，Ma Wenxi，Liu Heng

Song-Liao River Basin has a great number of small and medium rivers.It is urgent and necessary to enhance capacity of emergency hydrological test and upgrade equipment by making options since sudden water disasters such as big flood or water pollution accidents are frequently happened in recent years.Mobile test teams were formed that equipped with relatively complete hydrological equipment.Emergency plans were completed regarding to various conditions based on the test results of all sorts of equipment combination plans.It is demonstrated by a number of on-site tests and emergency exercises that application of these options properly may successfully response to the sudden water disaster incidents.

Song-Liao River Basin；small and medium rivers；hydrology；emergency test

P332

B

1000-1123（2016）11-0052-03

2016-03-21

付鵬，博士，高級工程師。