尼尔基水库中长期水文预报

黄晓宇，颜旭光，张 强

（嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

1 概况

尼尔基水利枢纽位于黑龙江省与内蒙古自治区交界的嫩江干流中上游，右岸为内蒙古自治区莫力达瓦达斡尔族自治旗尼尔基镇，左岸为黑龙江省讷河市二克浅镇。坝址以上控制流域面积66382 km2，占嫩江流域面积的22.4%。

嫩江流域属中温带季风气候区，冬季寒冷干燥、春季多风、夏季温湿多雨。多年平均降水量400～500 mm。尼尔基水利枢纽位于山区丘陵与平原的过度地带，坝址附近的尼尔基站多年平均降水量475 mm，最大年降水量866 mm（1984年），最小年降水量296 mm（1976年）。该流域的降水年内分配极不均匀，降水量主要集中在6—9月份，占年降水量的80%以上；7—8月份雨量集中，占年降水量的50%以上；冬季降水量很少，仅占年降水量的5%以下。暴雨是形成本流域洪水的主要因素，多发生在7—8月份。

2 三大理论

2.1 波浪理论与方法

流域某一水文断面的年径流是按照循环波动的方式向前发展的，在一个循环内是以波浪的形式前进的。从尼尔基水库年平均流量及10年滑动平均过程线（见图1）可以看出，年平均流量存在丰枯交替、丰枯连续、丰水年段和枯水年段交替出现的规律。

以10年滑动平均线的谷年到下一个谷年为一个循环周期，则一个周期内包含了一个丰水年段和一个枯水年段。10年滑动平均线向上为丰水年段、向下为枯水年段。在一个循环周期内部，又表现出丰枯水年波动起伏的特点，称为循环波动。

图1 尼尔基水库逐年平均流量过程线（1898—2009年）

尼尔基水库的年径流过程是呈波浪式运行的。一个完整的循环周期包括了7峰7谷共14个波浪。其中丰水年段9个波浪、枯水年段5个波浪。2010年处于第5周第2浪，属于下降浪。

2.2 周期理论与方法

尼尔基水库的来水具有明显的周期性规律，周期理论与预报方法是做好水文中长期预报的重要途径之一。“水文现象的出现，旱涝的发生具有周期性”。

由于水文现象存在多种周期，这些周期相互作用，使得平均周期不是整数年，小数误差几年积累下来以后，就会有一个上下1年的误差，所以一般取周期出现当年及其前后1年作为旱涝的高发期。

2.3 前兆理论与方法

水旱灾害的发生都要有一个长期的水汽和能量的积累过程，在这个过程中总会露出一些蛛丝马迹，这就是前兆。抓前兆是大旱大涝预报最为关键的一环。“水文现象的出现，旱涝的发生是有前兆的”。点绘1971年以来的冬季降水量（11月至次年3月）与汛期降水量（6—9月）曲线（见图2）。

图2 尼尔基流域冬季降水与汛期降水曲线图

由图2可知，两条曲线具有明显的反比关系。汛期降水量在500 mm以上的5个年份（1990，1991，1993，1998和2003年），其冬季降水量正好相反，曲线呈明显的反比关系。这是大水年的一个重要前兆。

3 结语

把三大理论与预报方法综合起来就是：用波浪理论与预报方法把握一周趋势（14浪，平均20多年）；用周期理论与预报方法找到大旱大涝的高发期（1～3年）；用前兆理论与预报方法锁定目标（1年）。这样，环环相扣，层层剥笋，预报结果自然就出来了。2010年嫩江尼尔基水库水文中长期预报，见表2。

表2 嫩江尼尔基水库2010年水文中长期预报表

[1]包为民.水文预报[M].北京：中国水利水电出版社.

[2]水利部水利信息中心.水情预报规范[R].中华人民共和国水利部.