水文站水情預(yù)警指標(biāo)淺析

□郎　駿（遼寧省撫順?biāo)木郑?/p>

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水文站水情預(yù)警指標(biāo)淺析

□郎駿（遼寧省撫順?biāo)木郑?/p>

摘要：及時(shí)、準(zhǔn)確、高效地發(fā)布水情預(yù)警信息是水情部門肩負(fù)的重要職責(zé)，具有突出的社會意義、經(jīng)濟(jì)意義及實(shí)踐意義。在一定程度上減免水旱災(zāi)害造成的社會損失及經(jīng)濟(jì)損失，有助于進(jìn)一步提升水情部門的社會服務(wù)能力，促進(jìn)水情人員業(yè)務(wù)能力的提高。文章以遼寧省撫順?biāo)恼緸槔瑢λ轭A(yù)警指標(biāo)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：水情；預(yù)警指標(biāo)；分析

1　基本情況

撫順?biāo)恼臼菄一舅恼荆挥趽犴樖许槼菂^(qū)永安橋北，地理坐標(biāo)為東經(jīng)123°53′，北緯41°52′，集水面積6688 km2。撫順?biāo)恼臼沁|河流域渾河干流重要的控制站，始建于1930 年4月1日，高程采用大連基面。1934年11月4日將基本水尺斷面向上游遷移500 m處，1939年9月1日將基本水尺斷面向下游遷移3950 m，1951年5月26日將基本水尺斷面向上游遷移3050 m處，1960年5月1日將基本水尺斷面向上游遷移900m，至今測驗(yàn)斷面沒有變動。水位測驗(yàn)?zāi)攴轂?941-1945年，1947-2016年；流量測驗(yàn)?zāi)攴轂?932-1945年，1947-2016年。測驗(yàn)河段順直長約800 m，河心有人工造成的大沙灘，中枯水時(shí)形成分流，流向偏左，水位在76.50 m時(shí)合成一股流，河寬達(dá)300 m。在基本水尺斷面上游右岸1000 m處有撫西河匯入，497 m處修有新華橋一座；基本水尺斷面下游439 m處1938年以前修有沈吉線鐵路橋一座。左岸為大堤，堤上、堤下均為河堤路，右岸為土堤。河床為砂礫石組成，洪水時(shí)漲沖落淤，沖淤變化較大。

2　洪水特征

撫順站集水面積6688 km2，1958年大伙房水庫建成攔洪，水庫集水面積5437 km2，控制了撫順站集水面積的81.30%。大伙房水庫對渾河干流洪水的調(diào)蓄作用十分明顯，“削峰錯峰”顯著。水庫以下至撫順站區(qū)間，有章黨河、東洲河、撫西河等支流注入。撫順站洪水過程由大伙房水庫放水、大伙房～撫順區(qū)間來水兩部分疊加組成。

大伙房水庫建成以來，發(fā)生較大洪水的年份有1995年、2005年等。1995年為撫順站新中國建國從來最大洪水年，受大伙房水庫攔蓄影響，實(shí)測洪峰流量為6050 m3/s。如無水庫調(diào)蓄，撫順?biāo)恼緦⒊霈F(xiàn)12700 m3/s流量。大伙房水庫的調(diào)蓄為下游錯峰12 h，削減洪峰50%。2005年8月暴雨過程中，撫順站實(shí)測洪峰流量2320 m3/s。大伙房水庫最大入庫洪峰流量為6040 m3/s，最大3日洪量7.15億m3。若無水庫攔蓄洪水，撫順站流量將達(dá)到8000 m3/s左右，水庫削減洪峰達(dá)54%。

3　水利工程及防汛相關(guān)工程

渾河撫順城區(qū)段河道自上游大伙房水庫壩下到下游的沈撫交界下伯官壩，全長38.50 km，兩岸堤防總長約66 km。城市防洪工程從1986年開始開工建設(shè)，截至2010年末，累計(jì)建成城市防洪堤51.39 km，剩余13.40 km堤防尚未建設(shè)。在已建成51.39 km堤防中，達(dá)標(biāo)堤防43.19 km，其余8.20 km堤防需進(jìn)一步完善。

渾河右岸（北岸）章黨大橋至鮑家河口段已建設(shè)完成50 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)堤防。鮑家河口至滴臺水源段已建成200 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)堤防，迎水坡為鋼筋混凝土板（墻）防護(hù)。滴臺水源至沈撫交界段已建成100 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)堤防，迎水坡為鋼筋混凝土板（墻）防護(hù)。

渾河左岸（南岸）章黨大橋至東洲河口段目前為自然河道，防洪標(biāo)準(zhǔn)不足10 a一遇。東洲河口至天湖大橋段已建設(shè)完成200 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)堤防，迎水坡為植物防護(hù)。天湖大橋至渾河大橋段已建設(shè)完成200 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)堤防，迎水坡為鋼筋混凝土板（墻）防護(hù)。渾河大橋至高陽橡膠壩下游1 km處已建100 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)堤防，斷面形式為梯形土堤，迎水坡無防護(hù)。高陽橡膠壩下游1 km處至下伯官攔河閘段已建100 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)堤防，迎水坡為格柵石籠及植物防護(hù)。

在撫順市渾河城市段內(nèi)，現(xiàn)已建成攔河閘、壩七座，分別是前甸攔河閘、萬新橡膠壩、城東橡膠壩、將軍橡膠壩、葛布橡膠壩、李石攔河閘和高陽橡膠壩。七座攔河閘、壩分別在1959-2004年之間建成。

渾河撫順城市段現(xiàn)有橋梁12座，其中鐵路橋1座，公路橋11座。

4　頻率洪水計(jì)算成果

4.1設(shè)計(jì)院成果

遼寧省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院（以下簡稱省院）以還原洪峰流量為基礎(chǔ)，對洪水頻率進(jìn)行了多次分析。1999年省院完成了《渾河設(shè)計(jì)洪水復(fù)核報(bào)告》，2013年又對渾河主要站及區(qū)間設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行了復(fù)核計(jì)算，資料延長到了2009年，頻率分析結(jié)果見表1。

表1　撫順站洪水頻率分析表

遼寧省水利設(shè)計(jì)院對沈陽站組合洪水做了多次分析。1999年完成的《渾河設(shè)計(jì)洪水復(fù)核》設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成分析中，分大伙房水庫和大伙房～沈陽區(qū)間二個分區(qū)。2001年完成的《大伙房水庫除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)》在《渾河設(shè)計(jì)洪水復(fù)核》確定的設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成基礎(chǔ)上，考慮撫順市正在東洲河上修建關(guān)山水庫，把大～沈區(qū)間分為東洲和大東～沈區(qū)間二個分區(qū)，東洲以上分為關(guān)山和關(guān)～東區(qū)間二個分區(qū)。分析大～沈區(qū)間的設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成。在各組成方案中，以大伙房相應(yīng)、大～沈設(shè)計(jì)（東洲相應(yīng)、大東～沈區(qū)間設(shè)計(jì)）方案的沈陽組合流量最大，因此選擇該方案的組合設(shè)計(jì)流量作為采用成果，沈陽站組合流量考慮了修建關(guān)山水庫后的影響。

在大伙房水庫～撫順區(qū)間有兩條支流匯入，撫順～沈陽區(qū)間有四條支流匯入，以關(guān)山改變運(yùn)用方式后組合成果為依據(jù)，各支流匯入點(diǎn)的組合流量按面積比內(nèi)插推求，成果見表2。

表2　渾河干流大伙房～撫順各控制地點(diǎn)組合流量成果表單位:m3/s

4.2水文局成果

撫順站現(xiàn)有洪水頻率分析成果為遼寧省水利設(shè)計(jì)院依據(jù)還原洪峰流量系列分析計(jì)算得到，不適用于以實(shí)測或預(yù)報(bào)流量為指標(biāo)的水情預(yù)警。本次以撫順站實(shí)測流量系列為依據(jù)進(jìn)行洪水頻率分析。撫順站現(xiàn)有實(shí)測資料系列為1932-1945年、1947-2013年?？紤]到大伙房水庫對洪水的調(diào)節(jié)影響，本次采用大伙房水庫建成運(yùn)行后的資料系列1959-2013年進(jìn)行頻率分析。撫順?biāo)恼?959、1994年無最大流量資料，采用下游沈陽站對應(yīng)洪峰流量插補(bǔ)。本次分析中，采用年最大值選樣；洪水頻率曲線線型選用皮爾遜Ⅲ型。采用優(yōu)化適線法進(jìn)行配線：以離差平方和最小為準(zhǔn)則，求解與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)擬合最優(yōu)的頻率曲線統(tǒng)計(jì)參數(shù)。結(jié)合遼寧省洪水特性Cs/Cv取為2.50，均值及Cv通過優(yōu)化得到。

表3　撫順站洪水頻率分析成果表

5　防汛特征水位（流量）確定

根據(jù)省設(shè)計(jì)院《遼河流域（遼寧?。┲匾刂普咎卣魉谎芯繄?bào)告》成果，渾河撫順?biāo)恼揪淞髁繛?000 m3/s，對應(yīng)警戒水位為75.87 m；撫順?biāo)恼颈ＷC水位78.45 m，對應(yīng)保證流量4880 m3/s。

6　水情預(yù)警指標(biāo)確定

6.1藍(lán)色預(yù)警指標(biāo)

根據(jù)《水情預(yù)警發(fā)布管理辦法（試行）》，推薦采用低于5 a一遇的流量作為洪水藍(lán)色預(yù)警指標(biāo)。查洪峰流量頻率曲線，初步擬定撫順?biāo)恼竞樗{(lán)色預(yù)警指標(biāo)為1000 m3/s。該流量重現(xiàn)期約為4 -5 a一遇。

6.2黃色預(yù)警指標(biāo)

根據(jù)《水情預(yù)警發(fā)布管理辦法（試行）》，取警戒流量為黃色預(yù)警指標(biāo)。由省設(shè)計(jì)院《遼河流域（遼寧?。┲匾刂普咎卣魉谎芯繄?bào)告》成果可知，撫順站警戒流量為2000 m3/s。

6.3橙色預(yù)警指標(biāo)

根據(jù)《水情預(yù)警發(fā)布管理辦法（試行）》，推薦采用20 a一遇的流量作為洪水橙色預(yù)警指標(biāo)。查洪峰流量頻率曲線，初步擬定撫順?biāo)恼緸?000 m3/s，該流量重現(xiàn)期約為20 a一遇。

6.4紅色預(yù)警指標(biāo)

根據(jù)《水情預(yù)警發(fā)布管理辦法（試行）》，推薦采用50 a一遇洪峰流量作為紅色預(yù)警指標(biāo)?？紤]到撫順段堤防標(biāo)準(zhǔn)較高（200 a一遇），故取堤防保證流量為撫順?biāo)恼竞樗t色預(yù)警指根據(jù)省設(shè)計(jì)院成果，撫順?biāo)恼颈ＷC流量為4880 m3/s。

7　合理性分析

為保證水情預(yù)警指標(biāo)閾值的科學(xué)、合理，項(xiàng)目中依據(jù)1959-2013年沈陽站實(shí)測洪水過程，對不同等級的預(yù)警指標(biāo)閾值進(jìn)行合理性分析。按照年最大值選樣，統(tǒng)計(jì)在各預(yù)警指標(biāo)方案下，1959-2013年擬發(fā)布不同等級洪水預(yù)警的次數(shù)。

8　結(jié)　語

以國家防總發(fā)布的《水情預(yù)警發(fā)布管理辦法（試行）》為基礎(chǔ)，結(jié)合遼寧省水情具體特征，量化洪水、枯水預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)、準(zhǔn)確、高效的向社會發(fā)布水情預(yù)警信息，可在一定程度上減免水旱災(zāi)害造成的社會損失及經(jīng)濟(jì)損失，有助于進(jìn)一步提升水情部門的社會服務(wù)能力，促進(jìn)水情人員業(yè)務(wù)能力的提高，具有十分重要的社會經(jīng)濟(jì)意義及實(shí)踐意義。

（責(zé)任編輯：韋詩佳）

中圖分類號：TV87

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）04-0040-02

收稿日期：2016-01-11