2013年黑龙江嘉荫站洪水特性和预报方法分析

□ 田长涛

一、洪水特征分析

嘉荫站位于黑龙江省嘉荫县主城区内，是黑龙江干流中游主要水位控制站，地理坐标为东经130°23′，北纬45°53′。测站右岸设有高标准防洪堤，为浆砌块石护坡，左岸在俄罗斯境内。嘉荫站距离上游乌云站为90km，集水面积为85.1万km2。上游右岸30km处有结烈河汇入，上游右岸50km处有乌云河汇入，距离河口为1 551km。测验河段河床由砾、砂石组成，河床稳定，冲淤变化不明显。嘉荫站上游俄罗斯先后有两条较大河流汇入黑龙江，其中距离上游约430km处有结雅河汇入，该河流域面积为23.3万km2，河长为1 242km，该河来水量约占嘉荫站总来水量的40%。上游约130km处有布列亚河汇入，该河流域面积为7.07万km2，河长623km。测站位置及水系分布见图1。

黑龙江嘉荫站2013年夏汛期间，共发生4次洪水，其中第4次洪水过程历时最长，水位涨幅也最大，出现超历史1号实测洪峰水位，洪水使县城沿江部分乡镇堤坝被冲毁、耕地和房屋受淹，造成了巨大的经济损失。

嘉荫站2013年洪水过程自2013年7月23日开始起涨（92.14m，假定基面），至8月23日出现洪峰水位（100.88m），最高洪峰水位持续时间约10h，洪峰水位12h内仅回落1cm。洪峰水位超出警戒水位3.88m，超出堤防保证水位1.38m，距离断面处坝顶仅0.89m。本次洪水过程水位上涨幅度为8.74m，涨洪历时30h，平均每日上涨约0.29m，上游乌云站至嘉荫站洪峰传播时间约为72h。嘉荫站水位上涨规律与上游各站水位变化趋势基本一致，见表1。

图1 黑龙江嘉荫站测站位置及水系分布图

二、2013年嘉荫站洪峰水位预报方法分析

（一）预报条件分析

嘉荫站属国际河流水位控制站，其洪水来源为上游干流来水，洪峰水位预报采用乌云站洪峰水位和嘉荫站洪峰水位建立的相关关系来预报，洪峰出现时间按经验曲线确定。由于2013年嘉荫站洪水涨幅较大，超出了预报方案的使用上限，无法继续使用。在嘉荫站洪水上涨期间需要定期对未来水势进行定量预报，因此需采用其他方法来进行短期洪峰水位预报。

（二）上下游时段水位相关法在嘉荫站洪水预报中的应用

对嘉荫站洪水来水影响较大的俄罗斯境内的两条河流均有水库控制，两座水库的库容分别为684亿和209亿m3，2013年夏汛期水库泄量约占两河河口流量的1/3。由于受俄方水库不规律性泄洪影响，乌云站和嘉荫站水位难以形成稳定的洪峰水位对应相关关系，因此需采用乌云站和嘉荫站的不同时段水位来建立相关关系并对预报结果进行实时校正。具体方法就是在水位上涨阶段将乌云站每日的时段水位（8时值）假定为洪峰水位，将该水位与后移3日的嘉荫站每日8时水位建立相关关系（乌云站水位数据自8月2日至16日，嘉荫站水位数据8月5日至8月18日）。利用相关线趋势方程来预报嘉荫站洪峰水位，由于时段水位并非是洪峰水位，而且乌云站来水受俄方布列亚河的影响较大，所以在进行预报作业时存在一定的误差，将每日计算出的乌云站时段水位与实测值进行误差比较，最后在实际预报时对计算值进行误差修正。

2013年黑龙江乌云站与嘉荫站时段相关水位拟合计算表表1

根据表1中的相关线公式和计算数据的误差规律，在乌云站8月20日出现洪峰水位后（100.25m），预报嘉荫站洪峰水位为101.15m，根据前期拟合、预报误差综合分析判定，预报值须调低，最终确定为100.90m，嘉荫站实测洪峰水位为100.88m，出现在8月23日，预报结果完全满足精度要求。

三、结束语

洪水预报工作经常会遇到预报方案因超出限度无法使用的情况，需要采用一些临时预报方法。因上下游时段水位相关与洪峰水位相关存在较大的区别，即使在同一水文断面下，因不同场次的洪水其上下游时段水位相关性也会有很大的不同。本文仅就上下游相关水位预报的方法在大洪水期进行临时应急使用进行了分析，由于选用实测数据点据较少，预报方法存在很大的经验性和局限性。