李強
(黑龍江省伊春水文資源中心,黑龍江 伊春 153000)
北關(二)站位于黑龍江省鐵力市鐵力林業(yè)局建設經(jīng)營所,是呼蘭河上游右岸一級支流依吉密河控制站,屬于國家二類精度站。依吉密河流域總面積為1 777 km2,北關(二)站斷面以上集水面積為939 km2,斷面以上河長68.5 km,至河口距離65.0 km。流域平均坡降1.640%,河底平均坡降0.759%,河系形狀呈橢圓形。流域內(nèi)有大小支流13條,流域地勢北高南低,河流走向為東北-西南,河道彎曲系數(shù)為2.15。地貌以山地為主,上游主要是高山丘陵,兩岸森林茂密,低平處分布著大片森林濕地,植被有針闊混交林、次生林、針葉人工林等;河寬25.0 m左右,水深為1.0~2.0 m,水流湍急。下游河寬40.0 m左右,水深1.5~2.5 m,水流漸緩,以低山丘陵和河谷平原為主,有大量的農(nóng)田和濕地。依吉密河水質(zhì)清澈,達到了國家Ⅲ類水體的標準。斷面左岸附近山體海拔高度為240~317 m,右岸附近山體海拔高度為240~371 m。
1.2.1 降水特征
流域歷年平均降水量715.8 mm,降水年內(nèi)分布極不均勻,降水主要集中在汛期6—9月份,汛期降水量占年降水量的76.5%。降水量年際間變化比較明顯,有明顯的豐枯交替變化規(guī)律。歷年最大年降水量為1 063.3 mm(2012年),歷年最小年降水量為427.8 mm(2001年),最大值和最小值之比為2.49。
1.2.2 徑流特征
流域地處中溫帶大陸性季風氣候區(qū),水文要素在年際和年內(nèi)變化差異較大。年徑流深在150.1~632.0 mm之間,歷年平均徑流深為363.0 mm,歷年平均徑流量為3.427億m3,徑流量的年內(nèi)分配和年際變化都存在較大差異。洪水以夏汛為主,一般發(fā)生在6—9月份,以7—8月份出現(xiàn)次數(shù)為最多,約占總數(shù)的70%。依吉密河屬山溪性河流,水位暴漲暴落,洪峰滯留時間為1~2 h,洪峰峰型多為單峰型。漲洪歷時1~2 d,落洪歷時15~20 d。
依吉密河洪水多來源于上游暴雨,洪水多發(fā)生在7,8月份,根據(jù)實測資料記載,北關(二)站發(fā)生大洪水的年份依次為1968,1988,1961,2014和1966年(按洪峰流量大小排序)。歷年最大洪峰流量為1 550 m3/s(1968年7月26日),重現(xiàn)期大約70年;歷年最高水位為100.55 m(1968年7月26日遷站后排序)。
1)7月18—19日降水過程:受西南暖濕氣流和西來冷空氣交匯影響,18日8時至19日2時,北關(二)站以上流域平均降雨量為57.2 mm,最大點雨量出現(xiàn)在西北河林場站,降雨量90.4 mm,達到了暴雨量級。
2)7月19—20日降雨過程:受副熱帶高壓西北側西南暖濕氣流和西來冷空氣交匯影響,伊春中南部地區(qū)出現(xiàn)了一次雷雨大風、短時強降水的局地暴雨天氣過程,北關(二)站上游平均降雨量35.8 mm,最大點雨量出現(xiàn)在太平站,降雨量47.0 mm,達到了大雨量級。
3)7月24—25日降雨過程:受西風槽及臺風安比減弱后的熱帶氣旋北上的共同影響,25日0時至25日16時,北關水文站上游平均降雨量為139.6 mm,最大點雨量為紅旗站的160.0 mm。流域上游的6個雨量站,降雨量在100 mm以上的站有5個,均達到了大暴雨量級。
此次洪水成峰雨為流域性大暴雨,其特點為歷時短、強度大、總量大、籠罩面積廣、間隔時間短,暴雨走向從中、上游到下游,暴雨量為中上游大,下游相對較小。7月24日至25日降雨分兩個場次:第一場降雨從7月25日零時開始至6時止,第二場降雨從25日10時開始至16時止,各雨量站降雨情況見表1。
表1 7月25日北關(二)站以上各站場次降雨量統(tǒng)計表 mm
受24日至25日降雨影響,北關(二)站水位于25日0時12分開始起漲(起漲水位97.21 m);25日16時30分,水位超警戒(水位98.56 m)0.06 m;18時04分水位99.20 m,洪水出槽跑灘;26日0時54分,北關(二)站出現(xiàn)了歷史最高洪水,水位為100.82 m;1時水勢平,1時24分水位緩慢回落;27日1時24分洪水歸槽;29日19時06分洪水落平,此次洪水水位變幅3.61 m。
此次洪水過程峰高、量大、歷時短、漲落急劇,是一次危害極大、損失慘重的流域性歷史大洪水。北關(二)站洪水水位過程線圖見圖1。
圖1 北關(二)站洪水水位過程線圖
采用北關(二)站暢流期的實測流量成果,點繪水位~流量關系線,曲線滿足單一線的定線要求,按趨勢進行高水延長,推求出洪峰水位100.82 m,相應流量為1 350 m3/s。
此次洪峰流量計算采用穩(wěn)定非均勻流公式進行計算,根據(jù)比降—面積法計算,推算洪峰流量為1 360 m3/s。此次洪水洪峰流量最后取值采用水位~流量關系曲線延長后的分析成果,洪峰流量取1 350 m3/s。
此次洪水26日0時54分出現(xiàn)洪峰,洪峰水位100.82 m,相應流量1 350 m3/s;最大24 h洪量1.018億m3,主要集中在7月25日8時至7月26日8時之間,占次洪總量(2.569億m3)的39.6%。根據(jù)已有洪水設計成果資料分析推算,北關(二)站洪峰流量1 350 m3/s的設計頻率接近2%,重現(xiàn)期約50年。
北關(二)站“2018·7·26”大洪水,為建站以來的第一順位歷史大洪水,降水集中,漲洪歷時非常短,由于洪峰出現(xiàn)在夜間,測流困難,人員無法靠近測驗基本斷面,在不具備洪峰流量施測的前提下,只好設立臨時水尺人工觀測比降水位,并根據(jù)實際測驗條件施測多點洪痕水位,結合現(xiàn)有資料,利用不同方法進行洪峰流量的推算,最后通過合理性分析檢查確定采用結果,以保證最后采用結果的客觀性、科學性和合理性,為該站大洪水流量施測、推演、分析評價等提供必要的參考和借鑒。