摘要:堰塞湖形成后,迅速有效地開(kāi)展水文應(yīng)急測(cè)報(bào)工作對(duì)制定處置方案、減少損失起著至關(guān)重要的作用。在分析河道特性、沿岸人口和經(jīng)濟(jì)社會(huì)分布的基礎(chǔ)上,從應(yīng)急監(jiān)測(cè)、應(yīng)急分析計(jì)算、應(yīng)急預(yù)報(bào)3個(gè)方面對(duì)長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局在“11·3”金沙江白格堰塞湖中的水文應(yīng)急工作進(jìn)行了分析總結(jié)。全面介紹了此次堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作的總體布局和實(shí)施情況,水文應(yīng)急分析計(jì)算的方法和成果,水文應(yīng)急預(yù)報(bào)方法、共享模式等情況,并對(duì)有關(guān)問(wèn)題提出了建議和設(shè)想。
關(guān)鍵詞:應(yīng)急監(jiān)測(cè);水文預(yù)報(bào);洪水演進(jìn);白格堰塞湖;金沙江
中圖法分類(lèi)號(hào):P33
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.03.005
文章編號(hào):1001-4179(2019)03-0023-05
2018年11月3日17:00許,西藏自治區(qū)昌都市江達(dá)縣波羅鄉(xiāng)白格村境內(nèi)金沙江右岸繼第一次滑坡后再次發(fā)生大規(guī)模山體滑坡,滑坡堵塞金沙江并形成堰塞湖。堰塞湖水位持續(xù)快速上漲,威脅著,上、下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局(以下簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)江委水文局)迅速集結(jié)專(zhuān)業(yè)技術(shù)隊(duì)伍開(kāi)展了水文應(yīng)急測(cè)報(bào)工作,為堰塞湖的成功處置做出了突出貢獻(xiàn)。
水文應(yīng)急測(cè)報(bào)工作是堰塞湖應(yīng)急處置的關(guān)鍵組成部分,主要由水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)、水文應(yīng)急分析計(jì)算和水文應(yīng)急預(yù)報(bào)3個(gè)部分組成,其相互關(guān)系見(jiàn)圖1。
1 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)
水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)是水文應(yīng)急工作的基礎(chǔ),為水文應(yīng)急分析計(jì)算及應(yīng)急預(yù)報(bào)提供前期基礎(chǔ)資料和實(shí)時(shí)信息。堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)主要包括:應(yīng)急控制測(cè)量、堰塞體監(jiān)測(cè)、水道勘測(cè)(庫(kù)區(qū)及下游河道)及水文要素監(jiān)測(cè)等”。此次在準(zhǔn)確推算金沙江白格堰塞湖庫(kù)容的基礎(chǔ)上,更加注重堰塞體上、下游水文要素的應(yīng)急監(jiān)測(cè),特別是潰決后下游水文測(cè)站的應(yīng)急監(jiān)測(cè),為堰塞湖的處置、堰塞湖區(qū)及潰壩后下游沿岸避險(xiǎn)提供支撐,并為后續(xù)研究工作提供寶貴的水文數(shù)據(jù)。
1.1 組建應(yīng)急監(jiān)測(cè)站網(wǎng)
堰塞湖形成后,長(zhǎng)江委水文局根據(jù)河道特性及沿岸人口和經(jīng)濟(jì)社會(huì)分布,充分利用干流現(xiàn)有水文測(cè)站組建應(yīng)急監(jiān)測(cè)站網(wǎng),分別將崗?fù)希▔紊?0km)、巴塘(壩下190km)、奔子欄(壩下382km)、塔城(壩下487km)、石鼓(壩下574km)、上虎跳峽站(壩下619km)等納入監(jiān)測(cè)站網(wǎng);并將長(zhǎng)江委水文局運(yùn)行維護(hù)的波羅(壩上15km)、葉巴灘(壩下56km)等2個(gè)工程專(zhuān)用站納入。同時(shí),四川水文部門(mén)在壩體上、下游3km處分別設(shè)立了水位觀測(cè)站。這些站點(diǎn)相互配套,協(xié)同“作戰(zhàn)”,構(gòu)成了“11·3”白格堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)站網(wǎng)。
1.2 編制應(yīng)急監(jiān)測(cè)方案、開(kāi)展前期準(zhǔn)備工作
根據(jù)本次堰塞湖的實(shí)際情況,結(jié)合各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水文特性,從人員配置、測(cè)驗(yàn)技術(shù)方案、儀器設(shè)備、安全轉(zhuǎn)移等方面逐站編寫(xiě)了《金沙江白格堰塞湖應(yīng)急監(jiān)測(cè)方案》,確保在測(cè)洪能力范圍內(nèi)的水沙資料收集。超標(biāo)準(zhǔn)洪水采用高洪應(yīng)急預(yù)案,靈活應(yīng)用先進(jìn)儀器和傳統(tǒng)手段,保證洪水水位過(guò)程測(cè)得到、報(bào)得出,并盡量測(cè)記流量過(guò)程;充分考慮可能出現(xiàn)的各種困難,確保安全生產(chǎn)。
為成功應(yīng)對(duì)潰壩洪水,各監(jiān)測(cè)點(diǎn)積極準(zhǔn)備,檢查維護(hù)現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備,設(shè)立高水應(yīng)急監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備,開(kāi)展夜測(cè)演練、高洪監(jiān)測(cè)演練、無(wú)人機(jī)浮標(biāo)投放演練等??紤]潰壩后各站水位漲勢(shì)猛、漲幅大、洪峰水位高等特點(diǎn),對(duì)現(xiàn)有大斷面進(jìn)行了延測(cè),對(duì)臨時(shí)斷面進(jìn)行大斷面補(bǔ)測(cè),并結(jié)合歷史洪水資料對(duì)各站水位流量關(guān)系進(jìn)行了高水延長(zhǎng),為應(yīng)急分析計(jì)算及預(yù)報(bào)提供支撐。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)還積極與地方政府及相關(guān)部門(mén)聯(lián)系,協(xié)助辦理車(chē)輛通行證,提供帳篷、電力設(shè)施等物資保障,完成水文站重要物資轉(zhuǎn)移,布設(shè)緊急撤離安置點(diǎn)等,為實(shí)施水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)打下基礎(chǔ)。
1.3 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)實(shí)施及成果
堰塞湖形成后,波羅站在第一時(shí)間展開(kāi)了水位觀測(cè),期間水位持續(xù)大幅上漲,累計(jì)上漲60余米。營(yíng)地共搬遷5次,監(jiān)測(cè)人員在極其艱苦的條件下一直堅(jiān)守崗位,采用人工和自記水位計(jì)結(jié)合的方式共觀測(cè)水位1000余次,為戰(zhàn)勝堰塞湖潰壩洪水起到了關(guān)鍵作用。
堰塞體過(guò)流后,下泄流量迅速增大,壩上水位迅速降低,出現(xiàn)山體垮塌、道路被毀等情況,下游水位快速.上漲,流速大、漂浮物多、沖刷力極強(qiáng),同時(shí)部分站點(diǎn)遭遇電力通訊中斷等情況,自記水位計(jì)觀測(cè)精度不能滿(mǎn)足要求,水位以人工觀測(cè)為主。流量測(cè)驗(yàn)主要采用浮標(biāo)法、電波流速儀法等方法。
潰壩后,葉巴灘站2h多水位,上漲30m,最大1min水位漲幅達(dá)3.53m,監(jiān)測(cè)人員采用全站儀免棱鏡方式完整報(bào)出了水位過(guò)程。巴塘站最大1h水位漲幅超過(guò)11m,不到12h內(nèi)共施測(cè)19次流量,測(cè)驗(yàn)難度大、頻率高。奔子欄站在纜道房機(jī)絞被淹、觀測(cè)井倒塌的條件下,測(cè)流33次,完整記錄了洪水變化過(guò)程。塔城、石鼓、上虎跳峽等測(cè)站克服漂浮物多、夜測(cè)能見(jiàn)度低、江面開(kāi)闊、人員精力消耗大等困難,連續(xù)測(cè)報(bào)超過(guò)10h,監(jiān)測(cè)到了主要水文要素信息。
水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)通過(guò)公網(wǎng)、衛(wèi)星報(bào)送,水位報(bào)送段次漲洪期間5~10min一次,退水期1h一次。
應(yīng)急監(jiān)測(cè)同時(shí),后方對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)急監(jiān)測(cè)資料開(kāi)展了實(shí)時(shí)整編工作,及時(shí)發(fā)布整編成果。堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作結(jié)束后,長(zhǎng)江委水文局組織四川省水文局、云南省水文局等相關(guān)單位對(duì)此次堰塞湖潰壩洪水做了專(zhuān)項(xiàng)水文資料整編,進(jìn)行了單站合理性檢查、上下游站綜合對(duì)照檢查及水量平衡分析,經(jīng)檢查各監(jiān)測(cè)斷面洪水過(guò)程、峰值及出現(xiàn)時(shí)間均基本相對(duì)應(yīng),上下游水量基本平衡,結(jié)果合理。
2 水文應(yīng)急分析計(jì)算
水文應(yīng)急分析計(jì)算是應(yīng)急處置
的前提,通過(guò)潰壩洪水分析計(jì)算,為堰塞湖處置、危險(xiǎn)區(qū)人員轉(zhuǎn)移提供決策依據(jù)。
2.1潰壩洪峰流量估算
通過(guò)基于GIS和DEM網(wǎng)格數(shù)據(jù)相結(jié)合的快速空間信息處理技術(shù),并結(jié)合實(shí)況信息,推算白格堰塞湖水位-庫(kù)容曲線成果如圖2所示。
從圖2可見(jiàn),堰塞湖水位-庫(kù)容曲線在高水部分與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)更接近,低水部分受限于DEM精度,與實(shí)測(cè)成果有一定偏差。由于堰塞湖潰決更關(guān)注潰決造峰時(shí)的高水情況,采用GIS軟件估算的堰塞湖水位-庫(kù)容曲線可有效應(yīng)用于潰壩洪水研究。
“11·3”白格堰塞湖為漸潰工況,在地形資料缺乏、信息來(lái)源不全、應(yīng)急成果需求急迫等情況下,潰壩最大洪峰流量計(jì)算以鐵道部科學(xué)研究院經(jīng)驗(yàn)公式2為主,并采用其它潰壩洪水計(jì)算方法(黃河水利委員會(huì)經(jīng)驗(yàn)公式、謝任之經(jīng)驗(yàn)公式等)進(jìn)行對(duì)比分析,計(jì)算的關(guān)鍵是確定潰口寬度及深度。本次結(jié)合白格“11·3”潰壩情況,經(jīng)過(guò)多種經(jīng)驗(yàn)公式估算并考慮堰塞體土石比構(gòu)成,模擬潰口寬度按照100m,壩體1/3潰、1/2潰(對(duì)應(yīng)工況1、2),采用鐵道部科學(xué)研究院潰壩洪峰流量公式估算潰壩洪峰流量為23700~41700m3/s。后根據(jù)動(dòng)、靜庫(kù)容反推壩址最大下泄洪峰流量約31000m'/s,表明潰壩最大洪峰流量在工況1、2之間,驗(yàn)證了鐵道部科學(xué)研究院經(jīng)驗(yàn)公式的實(shí)用性。該公式在應(yīng)急搶險(xiǎn)中因時(shí)間緊急、現(xiàn)場(chǎng)情形所獲資料較少時(shí),能快速地評(píng)估潰壩洪水量級(jí),為快速搶險(xiǎn)決策提供了重要參考。
2.2 潰壩洪水演進(jìn)分析
潰壩波為立波,峰型尖瘦,波速較大,摩擦損失與之相比占次要地位,且洪水向下游演進(jìn)過(guò)程中,水流受河槽調(diào)蓄影響,流量尖峰部分很快坦化[3-5],因此本次潰壩洪水演進(jìn)首先分析提煉GIS、Google獲取的地形關(guān)鍵因子,并利用白格“10.10”潰壩洪水對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行反演率定,然后耦合多種洪峰展平公式(如謝任之公式、李斯特萬(wàn)公式、克曼公式等)進(jìn)行演算,估算壩址下游水文站的最大洪水流量及水位漲幅情況,估算結(jié)果見(jiàn)圖3。
從圖3可見(jiàn),壩下各站最大洪峰流量、最大水位漲幅均未超過(guò)工況2的對(duì)應(yīng)值,說(shuō)明以工況2情景對(duì)應(yīng)的洪水預(yù)測(cè)成果作為潰壩洪水上限是可靠的。但本次估算的石鼓站洪峰預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值有一定偏差,分析原因?yàn)椋甲訖谝韵掠绕涫撬且韵轮粱⑻鴯{河段,河谷展寬,河道調(diào)蓄作用顯著。
采用洪峰展平公式估算堰塞體下游測(cè)站洪峰流量及水位漲幅,能快速估算堰塞體下游洪災(zāi)影響,為前方應(yīng)急搶險(xiǎn)決策提供重要參考。但以上公式都是基于棱柱體河槽、洪水波概化為三角形、忽略慣性項(xiàng)等假定,對(duì)于河道地形變化較大,潰壩洪水量級(jí)較大、洪水漫灘等情況,需結(jié)合水力學(xué)方法及地形資料進(jìn)行復(fù)核率定,綜合確定洪水演算成果。
3 水文應(yīng)急預(yù)報(bào)
崩滑堵江形成的堰塞湖在山區(qū)廣泛存在,此類(lèi)堰塞湖潰壩形成和發(fā)展過(guò)程屬于非正常和難預(yù)測(cè)事件,潰壩后形成的洪水異常兇猛,水流速率大、洪峰量級(jí)高、洪量集中、過(guò)程變化急驟,洪水準(zhǔn)確預(yù)報(bào)技術(shù)難度大。金沙江“11·3”白格堰塞湖各斷面洪水演進(jìn)過(guò)程如圖4所示。
3.1 入湖來(lái)水及水位預(yù)報(bào)
堰塞湖入湖來(lái)水預(yù)報(bào)是堰塞湖水量預(yù)測(cè)、水位預(yù)報(bào)的基礎(chǔ),一般堰塞湖集水區(qū)為無(wú)控區(qū)域,由于缺乏水文氣象資料、下墊面信息,通常采用預(yù)報(bào)模型參數(shù)移植、上下游水文站倍比放縮等方法構(gòu)建來(lái)水預(yù)報(bào)方案體系。隨著網(wǎng)格定量降水預(yù)報(bào)技術(shù)以及數(shù)字高程信息處理技術(shù)的發(fā)展,耦合氣象數(shù)值預(yù)報(bào)的分布式水文模型成為堰塞湖應(yīng)急水文預(yù)報(bào)方案快速構(gòu)建、率定的新技術(shù)。在“11·3”白格堰塞湖處置期間,通過(guò)上述傳統(tǒng)方法與新技術(shù)的結(jié)合,較為精準(zhǔn)地預(yù)報(bào)了入湖來(lái)水,提前10d預(yù)測(cè)出11月13日堰塞湖最大蓄水量5.78億m'(與實(shí)況吻合);提前24h精準(zhǔn)預(yù)測(cè)堰塞湖水位到達(dá)引流槽底坎時(shí)間;提前6h精準(zhǔn)預(yù)測(cè)堰塞湖最高水位和達(dá)到時(shí)間,為工程處置進(jìn)度控制提供了重要技術(shù)支撐。
3.2 堰塞湖潰口流量實(shí)時(shí)分析
潰口流量實(shí)時(shí)推算是下游洪水演進(jìn)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的邊界輸入和關(guān)鍵依據(jù)。在實(shí)時(shí)推流過(guò)程中,通過(guò)聯(lián)解水量平衡方程與蓄泄關(guān)系,搭建靜庫(kù)容調(diào)洪演算模型,根據(jù)10,15,30min等不同時(shí)間步長(zhǎng)的水位變幅,推算多時(shí)間尺度的流量過(guò)程,綜合獲取最終的過(guò)流過(guò)程,最終確定最大過(guò)流流量31000m3/s(13日18:00)。同時(shí)通過(guò)搭建動(dòng)庫(kù)容調(diào)洪演算模型復(fù)核潰口推流計(jì)算成果(考慮最遠(yuǎn)回水端距堰塞體約84km),計(jì)算發(fā)現(xiàn),動(dòng)庫(kù)容計(jì)算成果(潰口最大流量31500m3/s)與實(shí)時(shí)潰口推流成果基本一致。
3.3 下游實(shí)時(shí)洪水演算
堰塞湖潰決形成的超標(biāo)準(zhǔn)潰壩洪水,勢(shì)能大、流速大、短時(shí)漲幅大,傳統(tǒng)水文學(xué)模型難以模擬。在“11·3”白格堰塞湖洪水演算中,搭建了以MIKE11一維水動(dòng)力學(xué)模型為主.馬斯京根分段演算模型和匯流系數(shù)模型為輔的水文水動(dòng)力學(xué)相結(jié)合的預(yù)報(bào)方案體系,實(shí)現(xiàn)多模型同步實(shí)時(shí)演算、互驗(yàn)。洪水演進(jìn)預(yù)報(bào)結(jié)果精度總體較高,其中巴塘站預(yù)報(bào)洪峰水位2494.90m(僅較實(shí)況值2494.91m偏低0.01m),奔子欄站預(yù)報(bào)洪峰水位2019.00m(僅較實(shí)況值2018.98m偏高0.02m),具體預(yù)報(bào)與實(shí)況對(duì)比見(jiàn)表1。然而,石鼓預(yù)報(bào)值偏大,該問(wèn)題將作為關(guān)鍵問(wèn)題在下文探討。
3.4 預(yù)報(bào)會(huì)商與服務(wù),
堰塞湖會(huì)商處置過(guò)程中,準(zhǔn)確掌握和分析水雨情、水庫(kù)調(diào)度、減災(zāi)進(jìn)度等信息,是各級(jí)決策部門(mén)應(yīng)急處置的重要工作環(huán)節(jié)。“11·3”白格堰塞湖處置期間,以長(zhǎng)江防洪預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)為基礎(chǔ),通過(guò)系統(tǒng)模塊快速搭建的堰塞湖應(yīng)急處置會(huì)商系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了災(zāi)區(qū)實(shí)況水雨情信息展示、各類(lèi)技術(shù)分析成果匯集等功能,為成功處置堰塞湖險(xiǎn)情發(fā)揮了支撐作用。
隨著水文應(yīng)急服務(wù)的發(fā)展,其預(yù)報(bào)服務(wù)形式趨于多樣化,面向的受眾趨于多元化。服務(wù)形式從傳統(tǒng)的短信、傳真、電話(huà)咨詢(xún)、網(wǎng)頁(yè)拓展至一些定制化的水情服務(wù),包括前方指揮部應(yīng)急材料、防汛會(huì)商材料、地方水情信息服務(wù)、新媒體推送等。這類(lèi)面向不同對(duì)象的定制化預(yù)報(bào)服務(wù)具有常態(tài)化趨勢(shì),這也對(duì)預(yù)報(bào)工作者關(guān)于預(yù)報(bào)服務(wù)形式的創(chuàng)新提出了更高的要求。
3.5 關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題與探討
“11·3”白格堰塞湖潰壩洪水演進(jìn)預(yù)報(bào)分析過(guò)程中也遇到了一些問(wèn)題,其中最為關(guān)鍵的問(wèn)題有以下3個(gè)。
(1) 水位流量關(guān)系高水延長(zhǎng)線復(fù)核。構(gòu)建白格堰塞體-奔子欄河段的一維水力學(xué)模型,下邊界采用奔子欄實(shí)況水位過(guò)程率定模型參數(shù)。通過(guò)水動(dòng)力學(xué)模型復(fù)演各斷面洪水過(guò)程,復(fù)核采用史蒂文斯法、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法確定的水位流量關(guān)系外延線,兩線基本吻合,以巴塘站水位流量關(guān)系為例,見(jiàn)圖5。通過(guò)洪水期間報(bào)汛流量計(jì)算洪量,與本次堰塞湖下泄總水量對(duì)比,水量基本平衡,表明堰塞體-奔子欄河段重要斷面高水外延線基本合理。
(2) 潰決洪水演進(jìn)過(guò)程復(fù)演及傳播時(shí)間分析。采用前述率定的水力學(xué)模型,開(kāi)展“11·3”潰壩洪水復(fù)演及傳播時(shí)間分析工作。程海云等[4.1提出斷波概念,其流速較運(yùn)動(dòng)波流速明顯偏大,是造成河道傳播時(shí)間縮短的原因之一。梯形明渠的斷波流速計(jì)算公式,見(jiàn)式(1)。本次潰壩洪水波為急變洪水波,漲落快速,初始流速和摩擦損失可忽略不計(jì),由式(1)得波速計(jì)算公式,見(jiàn)式(2)[7-8],其中m為河谷斷面形狀參數(shù)。本次河道河谷深切可概化成三角形斷面,m值取1。根據(jù)曼寧公式,概算三角形斷面波速與斷面平均流速的轉(zhuǎn)換系數(shù)為1.33。依據(jù)以上概化公式計(jì)算河段最大平均流速,見(jiàn)表2。分析表明,此次洪水的實(shí)況傳播時(shí)間較常遇洪水偏快,越接近壩址,傳播時(shí)間與波速公式計(jì)算值越接近,但隨著洪水向下游演進(jìn),急變洪水波坦化衰減越明顯,傳播時(shí)間越接近常規(guī)洪水情況。
(3) 河漫灘槽蓄調(diào)節(jié)對(duì)堰塞湖潰決洪水的影響?!?1·3”白格堰塞湖潰決洪水演進(jìn)至塔城-石鼓江段,洪峰形態(tài)發(fā)生嚴(yán)重變形,洪水預(yù)報(bào)值與實(shí)測(cè)值偏離較大。分析表明,該江段地勢(shì)趨于平緩,河床比降減小,河漫灘形態(tài)發(fā)育較好,槽蓄能力明顯增強(qiáng)。以洪量為控制變量,通過(guò)水文水力學(xué)模型模擬洪水演進(jìn)至石鼓斷面過(guò)程中假定不受漫灘槽蓄影響的洪水過(guò)程(該過(guò)程為理論推算過(guò)程),并與該斷面實(shí)測(cè)洪水過(guò)程對(duì)比,發(fā)現(xiàn)洪水通過(guò)該江段的絕對(duì)影響水量約1.4億m3(如圖6所示,W紅色=W色=1.4億m3),同時(shí)以網(wǎng)格的數(shù)字高程模型為基礎(chǔ),結(jié)合沿程洪峰水面線計(jì)算成果,初步估算該江段沿程洪峰水面線以下主槽外河漫灘的最大槽蓄能力在1.5億~2.0億m3,大于石鼓斷面洪峰形態(tài)改變的絕對(duì)影響水量,表明通過(guò)漫灘、平灘歸槽等一系列河道槽蓄調(diào)節(jié)作用后,該江段具備調(diào)節(jié)并大幅改變本次洪水過(guò)程形態(tài)的能力。
4 問(wèn)題與建議
(1)提升堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力。水文測(cè)驗(yàn)設(shè)備經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展現(xiàn)代化程度已經(jīng)較高,但在面對(duì)堰塞湖潰壩洪水這種大漲幅、大漲率、大流速、大量漂浮物的極端情況時(shí),所能采取的測(cè)驗(yàn)方法仍非常有限。測(cè)驗(yàn)難度大、自動(dòng)化水平低、測(cè)驗(yàn)精度難以保證、人員精力消耗大,且危險(xiǎn)性較高,應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力亟待提升。
建議采用“產(chǎn)學(xué)研用”的模式,結(jié)合現(xiàn)有雷達(dá)、GNSS、無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星遙感等較為成熟的技術(shù)結(jié)合堰塞湖潰壩洪水的特點(diǎn),開(kāi)發(fā)堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)所適用的技術(shù)裝備。
(2) 開(kāi)展堰塞湖潰決機(jī)理分析及潰壩洪水快速演算研究。研究潰口形成機(jī)理,重點(diǎn)針對(duì)土石壩逐漸潰決工況,根據(jù)堰塞體土石比構(gòu)成分析,預(yù)估潰口發(fā)展形態(tài),并結(jié)合潰壩洪水分析經(jīng)驗(yàn),快速估算潰壩最大洪峰流量及出現(xiàn)時(shí)間。在地形資料和河道水力特性資料匱乏的情景下,考慮采用耦合水文、水力學(xué)洪水演進(jìn)方法,并結(jié)合特大洪水率定的演進(jìn)因子,實(shí)時(shí)調(diào)整潰壩洪水參數(shù),開(kāi)展?jié)魏樗葸M(jìn)研究。
(3) 開(kāi)展堰塞湖潰壩洪水演進(jìn)預(yù)報(bào)、會(huì)商分析及預(yù)警機(jī)制研究。針對(duì)堰塞湖潰壩洪水演進(jìn)信息源缺失、基礎(chǔ)資料不完備等問(wèn)題,開(kāi)展信息不完備條件下潰壩洪水演進(jìn)方法研究,實(shí)時(shí)推演下游沿程水位流量過(guò)程。針對(duì)堰塞湖應(yīng)急處置預(yù)報(bào)調(diào)度會(huì)商分析等需求,采用洪水預(yù)報(bào)體系快速搭建與查詢(xún)分析、預(yù)報(bào)計(jì)算敏捷響應(yīng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)水文應(yīng)急預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)要素分析展示與會(huì)商匯報(bào)等功能。針對(duì)堰塞湖應(yīng)急水情預(yù)警時(shí)效性、準(zhǔn)確性等需求,應(yīng)建立潰壩洪水預(yù)報(bào)、預(yù)判、觸發(fā)應(yīng)急預(yù)警響應(yīng)機(jī)制,為應(yīng)急處置水情預(yù)報(bào)警報(bào)提供具有可操作性的發(fā)布依據(jù)。
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引用本文:程海云.“11·3”金沙江白格堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)[J].人民長(zhǎng)江,2019,50(3):23-27.
Hydrology emergency monitoring and forecast on"11 ·3"Baige barrier lake,Jinsha River
CHENG Haiyun
(Bureau of Hydrology,Changjiang Water Resource Commission,Wuhan 430010,China)
Abstract: The rapid and effective implementation of hydrology emergency work on Baige barrier lake played a vital role in pre-paring disposal plan and reducing losses. The Hydrology Bureau of the Changjiang Water Resources Commission carried out the hydrological emergency work in the disposal of "11 · 03" Jinsha River Baige barrier lake. This paper analyzes and summarizes the achievements from three aspects:emergency monitoring,emergency analysis and calculation and emergency forecasting,including the general deployment and implementation,the methods and results of hydrological emergency analysis,the hydrological emergency forecasting methods,data sharing modes. We put forward the suggestions and ideas for related issues of the hydrological emergency monitoring work.
Key words:emergency monitoring;hydrological forecast;flood routing;Baige barrier lake;Jinsha River