黑龍江漠河站洪水預(yù)報(bào)方案的編制和成果分析

【摘要】黑龍江位于我國東北部，流域地處北緯420～560，東經(jīng)1080～1410之間，橫跨蒙古、中國、俄羅斯聯(lián)邦三國，集水面積185.5×104km2。黑龍江是流經(jīng)黑龍江省大興安嶺地區(qū)最大的河流，凌汛期和夏汛期洪水非常容易泛濫成災(zāi)，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的威脅。漠河水位站設(shè)立于1957年5月，位于黑龍江省漠河縣漠河鄉(xiāng)，是黑龍江上游的水位控制站，截至目前，漠河站無可靠的洪水預(yù)報(bào)方案，無法為當(dāng)?shù)氐姆姥纯购抵笓]部門提供有力的技術(shù)支撐，本方案通過漠河站本身的洪水漲落情況進(jìn)行預(yù)報(bào)，對上游俄羅斯境內(nèi)的水文氣象資料依賴程度低，具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】水文預(yù)報(bào)；資料分析；水位漲差；運(yùn)用分析

1、資料情況

漠河站洪水資料很少，以及上游站屬于俄羅斯洪水資料更是奇缺，因此僅能采用該站的資料進(jìn)行洪峰水位預(yù)報(bào)方案的編制。同時(shí)前期漠河站水位資料沒有洪水摘錄表，只有2006年以后才有洪水摘錄表，所以前期洪峰水位統(tǒng)計(jì)為逐日水位最高值，后期洪峰水位（1997年-2015年）摘錄的是水情報(bào)汛記錄本上的瞬時(shí)水位值，較為客觀的放映了洪峰水位情況。

漠河站降水資料均統(tǒng)計(jì)自該站降雨，同時(shí)參考上游洛古河出現(xiàn)洪峰情況，酌情判斷暴雨中心。

對漠河站洪水統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行分下發(fā)現(xiàn)，其洪水過程中的漲洪歷時(shí)出現(xiàn)了明顯的年代際變化。在2002年以前漲洪歷時(shí)均較長，平均在136小時(shí)，而在2002年后漲洪歷時(shí)明顯縮短，平均在82小時(shí)，而整體洪水系列漲洪歷時(shí)為113小時(shí)。其極值也出現(xiàn)了明顯變化，2002年以后最大和最小值均較2002年以前偏小，最大值偏小到100多小時(shí)，最小值也偏小9小時(shí)。因此，根據(jù)以上情況對洪水系列進(jìn)行了如下分段分析：1958年-2015年段，1958-2001年段，2002-2015年段。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)2002年的洪水系列特征較為接近，而且2002年后最為貼近當(dāng)前洪水形勢，所以才用2002-2015年段的洪水系列數(shù)據(jù)進(jìn)行了方案制訂。

2、上游俄方奧洛奇和斯列堅(jiān)斯克合成流量預(yù)報(bào)博夫洛夫卡流量方案

俄方斯列堅(jiān)斯克站位于黑龍江流域石勒克河、奧洛奇站位于額爾古納河。由于奧洛奇站水位流量關(guān)系表缺失，考慮該站水位數(shù)據(jù)較全，通過計(jì)算建立了該站的水位～流量關(guān)系曲線。通過關(guān)系曲線按年最高水位查找到奧洛奇的年最大流量數(shù)據(jù)，建立了1940-1941，1958-1989年完整的年最高水位相應(yīng)流量數(shù)據(jù)。通過最大流量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)兩站的最大洪峰出現(xiàn)時(shí)間并不同步，而且相差時(shí)間很大，而一般建立合成流量如果兩站時(shí)間相差不大可以采用兩站最大流量建立合成關(guān)系。而此處兩站無法建立此種關(guān)系，因此根據(jù)奧洛奇已經(jīng)建立的水位～流量關(guān)系曲線，建立了斯列堅(jiān)斯克洪峰流量和奧洛奇同時(shí)流量的合成流量與博夫洛夫卡的流量關(guān)系，建立了合成流量和博夫洛夫卡流量相關(guān)關(guān)系，由于博夫洛夫卡數(shù)據(jù)較少，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為1957-1972年、1978-1980年。通過相關(guān)關(guān)系線發(fā)現(xiàn)此方案無法實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)，一是由于兩站到博夫洛夫卡之間匯流區(qū)域較大，匯入水量較大，往往上游兩站出現(xiàn)最大流量的時(shí)候下游博夫洛夫卡也出現(xiàn)了最大流量，根本沒有預(yù)見期，與博夫洛夫卡預(yù)報(bào)漠河是一樣的效果，其預(yù)見期相當(dāng)短，甚至沒有預(yù)見期。因此，此方案舍棄。

3、12小時(shí)水位漲差逐時(shí)遞推預(yù)報(bào)洪峰水位方案

漠河站在黑龍江干流，屬于大江預(yù)報(bào)站，其控制流域面積大，斷面的水位過程形成決定于該斷面以上流域內(nèi)的氣象條件及流域河系特征。該站以上流域條件相對穩(wěn)定，因而與河槽匯流和坡面有關(guān)的因素也相對穩(wěn)定，同時(shí)流域內(nèi)氣象條件緩和。所以在大江大河的測站采用趨勢法預(yù)報(bào)效果是較好的。該站采用時(shí)段漲差法進(jìn)行預(yù)報(bào)方案制作。為了最大限度的利用現(xiàn)有資料，摘取了該站的12小時(shí)水位資料，前期沒有洪摘的資料20時(shí)水位采用直線差補(bǔ)的方式計(jì)算得到，這樣其預(yù)報(bào)時(shí)段為12小時(shí)。

制定的方案采用12小時(shí)水位漲差進(jìn)行逐時(shí)遞推預(yù)報(bào)。例如水位出現(xiàn)上漲24小時(shí)后，根據(jù)24小時(shí)水位漲差預(yù)報(bào)36小時(shí)漲差，再利用36小時(shí)漲差預(yù)報(bào)48小時(shí)漲差，以此類推，一直進(jìn)行到出現(xiàn)洪峰為止。這個(gè)方案可進(jìn)行連續(xù)預(yù)報(bào)，結(jié)合漲差和漲洪歷時(shí)的相關(guān)關(guān)系圖，可以預(yù)報(bào)洪峰水位。該方案預(yù)見期較長，其預(yù)見期為12-72小時(shí)，預(yù)見期的長短取決于漲洪歷時(shí)的長短。但是由于水位起漲時(shí)無法準(zhǔn)確推算具體漲洪歷時(shí)，所以預(yù)報(bào)下一個(gè)時(shí)段的漲幅較好，但是預(yù)報(bào)洪峰水位還有待于改進(jìn)。

4、漠河單站趨勢方法預(yù)報(bào)洪峰水位方案

本方案采用了漠河站48小時(shí)水位漲差～總漲差相關(guān)，以及60小時(shí)水位漲差～總漲差相關(guān)曲線進(jìn)行總漲差的預(yù)報(bào)。方案中數(shù)據(jù)點(diǎn)的參數(shù)為暴雨中心、本站降雨、起漲水位，對以上參數(shù)進(jìn)行綜合分析后定線。洪峰出現(xiàn)時(shí)間預(yù)報(bào)采用12小時(shí)水位漲差和36小時(shí)漲差與漲洪歷時(shí)相關(guān)曲線進(jìn)行預(yù)報(bào)。其參數(shù)系采用暴雨中心、本站降雨、起漲水位，對以上參數(shù)進(jìn)行綜合分析后定線。

預(yù)報(bào)缺點(diǎn)主要是總漲差預(yù)報(bào)受漲洪歷時(shí)影響大，近些年來漲洪歷時(shí)明顯縮短，個(gè)別場次洪水漲洪歷時(shí)出現(xiàn)小于48小時(shí)的情況，那么此預(yù)報(bào)方案就失去預(yù)報(bào)意義，但是大的洪水過程近期漲洪歷時(shí)都在84小時(shí)以上，因此大洪水預(yù)見期在36小時(shí)以上，此方案適合較大洪水預(yù)報(bào)。

5、精度評定

12小時(shí)水位漲差逐時(shí)遞推預(yù)報(bào)洪峰水位方案，洪峰水位方案合格率為40.0%，只能做參考性估報(bào)。

48小時(shí)水位漲差～總漲差相關(guān)預(yù)報(bào)洪峰水位方案，洪峰水位方案合格率為54.2%，只能做參考性估報(bào)。

60小時(shí)水位漲差～總漲差相關(guān)預(yù)報(bào)洪峰水位方案，洪峰水位方案合格率為55.0%，只能做參考性估報(bào)。

參考文獻(xiàn)：

[1]包為民，張建云.水文預(yù)報(bào)（第四版）[Z].