应用气温临界指标法在松花江依兰站预报开江日期示例

鞠贵权，王宏博

(1. 哈尔滨水文局，哈尔滨150010;2. 佳木斯水文局，黑龙江 佳木斯154000)

1 流域概况

1.1 自然地理特征

依兰站位于黑龙江省依兰县依兰镇，是松花江干流控制站。集水面积491 706 km2。断面至上游通河站河长103 km。断面至河口距离375 km。河道坡降为0.11‰。河槽形状为U 形，流域地势西南高东北低。河流总的走向由西南方向流向东北。上下游河道弯曲，弯曲系数为1.039，在基本水尺断面的右岸上游1 300 m处有牡丹江汇入。下游左右各1 800、1 300 m处各有巴兰河和倭肯河汇入。河流顺直长度约2 800 m，河床稳定，无冲淤变化。

1.2 河道特征

依兰位于松花江干流中段，由哈尔滨市至通河，江道比降较平缓，为0.055‰ ～0.044‰，左岸有最大的支流呼兰河汇入。下行20 km，江道进入长达130 km的低山丘陵地带，两岸是张广才岭和小兴安岭的山前过渡带，河谷较狭，两岸为高平原和丘陵区，左岸有支流少陵河、木兰达河，右岸有蚂蚁河注入。自通河县下行约70 km，进入干流上有名的“三姓”浅滩区，浅滩区长约27 km，江道水面宽1.5 ～2.0 km，坡降0.06‰～0.15‰，中、低水时期水深只有1 m多，枯水时水深降至1 m以下，流速只有1 m/s。航运水路宽500 ～600 m，江道中多岛屿和沙洲，并有暗礁，且有多处岩石突露水面，为松花江上有名的碍航江段。过三姓浅滩，右岸有大支流牡丹江和倭肯河汇人，左岸有汤旺河汇入，本河段水面逐渐展阔，水深也逐渐加大。依兰站基本水尺断面以下10 km德裕镇附近有大浅滩，在冬季水位低时，大浅滩形成连底冻。秋、春季该处经常出现冰凌卡塞，开江期甚至出现冰坝现象。

1.3 水利工程情况

本站干流上游256 km处有松花江大顶子山航电枢纽工程及支流上游137 km处有牡丹江莲花电站一座。

大顶子山航电枢纽工程工程运行影响依兰站中低水时期水位、流量及冰情等水文要素。莲花电站集水面积仅占依兰站以上集水面积的6.1%，但其运行发电泄流对依兰站低枯水水位、流量影响较大，冰期影响显著。

1.4 测站概况

测验河段上下游均较顺直，长约2 800 m。主槽靠近左岸，右岸为堤坝控制。其坝高为102.70 m，左岸也为堤坝，高程为100.00 m，可控制一般大洪水。在洪水期起到控制作用。水位在97.00 m时两岸控制量好。左岸为迎兰乡，右岸为依兰镇。断面上游约1 300 m处有牡丹江汇入，受涨落率影响因素较小。该站水位流量为单一曲线。断面比较稳定。河槽控制条件比较好，河道束狭，坡降较大，水流湍急。起点距380 ～550 m为中泓，流向变化很小。基本水尺断面和流速仪测流断面为同一个断面。最大水面宽为709 m( 1998年实测) ，基本水尺断面与上、下游浮标断面各相距100 m，与上下比降断面为300 m。本站河床主要由卵石和沙组成。

1.5 冰情特征

多年平均开江日期4月12日，最早开江日期3月27日(1952年) ，最晚开江日期4月23日(1956年) 。

多年平均封江日期11月28日，最晚封江日期12月15日(1961年) ，最早封江日期11月12日(1958年) 。

多年平均封冻天数为136 d，其中年最长封冻天数156 d，年最短封冻天数114 d。

自建站以来，依兰江段共计发生冰凌卡塞、冰坝22 次，平均2 ～3 a发生一次。形成冰坝9 次，平均5 ～6 a发生1 次。20 世纪90年代末至今尚无出现冰坝。1960年4月21日，河道束狭的依兰江段形成严重冰坝，依兰站水位在3 d内上涨了3.94 m，4月24日洪峰水位达到97.10 m，该水位为解放后50余年的第一位凌汛最高洪水。4月25日冰坝溃决后，冰块向下游推移。

2 气温临界指标法开江日期预报

2.1 预报方法

水位随气温回升而上涨，水位随时间上涨的速度用抛物线表示为:

式中:H 为随时间上涨的水位; t 为时间; a、b、c 为系数，对上式微分整理得:

式中:c 即为水位上涨的加速度，绘制c 与D 的关系图。其中个别年份过零日期的计算值用实测资料校正。

2.2 方案合格率

气温临界指标法:C 与D 相关图预报方案合格率90%，为甲等方案。

图1 松花江依兰站C(水位上涨加速度)与D(过零日期到开江日期)相关图

表1 松花江 依兰站临界气温指标法成果表

［1］吴艳春，李庭松，梁玉影. 松花江依兰站H ～Q 线合理性分析［J］. 黑龙江水利科技，2003，31(4) :26.