水文站水情预警指标浅析

□郎　骏（辽宁省抚顺水文局）



水文站水情预警指标浅析

□郎骏（辽宁省抚顺水文局）

摘要：及时、准确、高效地发布水情预警信息是水情部门肩负的重要职责，具有突出的社会意义、经济意义及实践意义。在一定程度上减免水旱灾害造成的社会损失及经济损失，有助于进一步提升水情部门的社会服务能力，促进水情人员业务能力的提高。文章以辽宁省抚顺水文站为例，对水情预警指标进行分析。

关键词：水情；预警指标；分析

1　基本情况

抚顺水文站是国家基本水文站，位于抚顺市顺城区永安桥北，地理坐标为东经123°53′，北纬41°52′，集水面积6688 km2。抚顺水文站是辽河流域浑河干流重要的控制站，始建于1930 年4月1日，高程采用大连基面。1934年11月4日将基本水尺断面向上游迁移500 m处，1939年9月1日将基本水尺断面向下游迁移3950 m，1951年5月26日将基本水尺断面向上游迁移3050 m处，1960年5月1日将基本水尺断面向上游迁移900m，至今测验断面没有变动。水位测验年份为1941-1945年，1947-2016年；流量测验年份为1932-1945年，1947-2016年。测验河段顺直长约800 m，河心有人工造成的大沙滩，中枯水时形成分流，流向偏左，水位在76.50 m时合成一股流，河宽达300 m。在基本水尺断面上游右岸1000 m处有抚西河汇入，497 m处修有新华桥一座；基本水尺断面下游439 m处1938年以前修有沈吉线铁路桥一座。左岸为大堤，堤上、堤下均为河堤路，右岸为土堤。河床为砂砾石组成，洪水时涨冲落淤，冲淤变化较大。

2　洪水特征

抚顺站集水面积6688 km2，1958年大伙房水库建成拦洪，水库集水面积5437 km2，控制了抚顺站集水面积的81.30%。大伙房水库对浑河干流洪水的调蓄作用十分明显，“削峰错峰”显著。水库以下至抚顺站区间，有章党河、东洲河、抚西河等支流注入。抚顺站洪水过程由大伙房水库放水、大伙房～抚顺区间来水两部分叠加组成。

大伙房水库建成以来，发生较大洪水的年份有1995年、2005年等。1995年为抚顺站新中国建国从来最大洪水年，受大伙房水库拦蓄影响，实测洪峰流量为6050 m3/s。如无水库调蓄，抚顺水文站将出现12700 m3/s流量。大伙房水库的调蓄为下游错峰12 h，削减洪峰50%。2005年8月暴雨过程中，抚顺站实测洪峰流量2320 m3/s。大伙房水库最大入库洪峰流量为6040 m3/s，最大3日洪量7.15亿m3。若无水库拦蓄洪水，抚顺站流量将达到8000 m3/s左右，水库削减洪峰达54%。

3　水利工程及防汛相关工程

浑河抚顺城区段河道自上游大伙房水库坝下到下游的沈抚交界下伯官坝，全长38.50 km，两岸堤防总长约66 km。城市防洪工程从1986年开始开工建设，截至2010年末，累计建成城市防洪堤51.39 km，剩余13.40 km堤防尚未建设。在已建成51.39 km堤防中，达标堤防43.19 km，其余8.20 km堤防需进一步完善。

浑河右岸（北岸）章党大桥至鲍家河口段已建设完成50 a一遇防洪标准堤防。鲍家河口至滴台水源段已建成200 a一遇防洪标准堤防，迎水坡为钢筋混凝土板（墙）防护。滴台水源至沈抚交界段已建成100 a一遇防洪标准堤防，迎水坡为钢筋混凝土板（墙）防护。

浑河左岸（南岸）章党大桥至东洲河口段目前为自然河道，防洪标准不足10 a一遇。东洲河口至天湖大桥段已建设完成200 a一遇防洪标准堤防，迎水坡为植物防护。天湖大桥至浑河大桥段已建设完成200 a一遇防洪标准堤防，迎水坡为钢筋混凝土板（墙）防护。浑河大桥至高阳橡胶坝下游1 km处已建100 a一遇防洪标准堤防，断面形式为梯形土堤，迎水坡无防护。高阳橡胶坝下游1 km处至下伯官拦河闸段已建100 a一遇防洪标准堤防，迎水坡为格栅石笼及植物防护。

在抚顺市浑河城市段内，现已建成拦河闸、坝七座，分别是前甸拦河闸、万新橡胶坝、城东橡胶坝、将军橡胶坝、葛布橡胶坝、李石拦河闸和高阳橡胶坝。七座拦河闸、坝分别在1959-2004年之间建成。

浑河抚顺城市段现有桥梁12座，其中铁路桥1座，公路桥11座。

4　频率洪水计算成果

4.1设计院成果

辽宁省水利水电勘测设计研究院（以下简称省院）以还原洪峰流量为基础，对洪水频率进行了多次分析。1999年省院完成了《浑河设计洪水复核报告》，2013年又对浑河主要站及区间设计洪水进行了复核计算，资料延长到了2009年，频率分析结果见表1。

表1　抚顺站洪水频率分析表

辽宁省水利设计院对沈阳站组合洪水做了多次分析。1999年完成的《浑河设计洪水复核》设计洪水地区组成分析中，分大伙房水库和大伙房～沈阳区间二个分区。2001年完成的《大伙房水库除险加固初步设计》在《浑河设计洪水复核》确定的设计洪水地区组成基础上，考虑抚顺市正在东洲河上修建关山水库，把大～沈区间分为东洲和大东～沈区间二个分区，东洲以上分为关山和关～东区间二个分区。分析大～沈区间的设计洪水地区组成。在各组成方案中，以大伙房相应、大～沈设计（东洲相应、大东～沈区间设计）方案的沈阳组合流量最大，因此选择该方案的组合设计流量作为采用成果，沈阳站组合流量考虑了修建关山水库后的影响。

在大伙房水库～抚顺区间有两条支流汇入，抚顺～沈阳区间有四条支流汇入，以关山改变运用方式后组合成果为依据，各支流汇入点的组合流量按面积比内插推求，成果见表2。

表2　浑河干流大伙房～抚顺各控制地点组合流量成果表单位:m3/s

4.2水文局成果

抚顺站现有洪水频率分析成果为辽宁省水利设计院依据还原洪峰流量系列分析计算得到，不适用于以实测或预报流量为指标的水情预警。本次以抚顺站实测流量系列为依据进行洪水频率分析。抚顺站现有实测资料系列为1932-1945年、1947-2013年。考虑到大伙房水库对洪水的调节影响，本次采用大伙房水库建成运行后的资料系列1959-2013年进行频率分析。抚顺水文站1959、1994年无最大流量资料，采用下游沈阳站对应洪峰流量插补。本次分析中，采用年最大值选样；洪水频率曲线线型选用皮尔逊Ⅲ型。采用优化适线法进行配线：以离差平方和最小为准则，求解与经验点据拟合最优的频率曲线统计参数。结合辽宁省洪水特性Cs/Cv取为2.50，均值及Cv通过优化得到。

表3　抚顺站洪水频率分析成果表

5　防汛特征水位（流量）确定

根据省设计院《辽河流域（辽宁省）重要控制站特征水位研究报告》成果，浑河抚顺水文站警戒流量为2000 m3/s，对应警戒水位为75.87 m；抚顺水文站保证水位78.45 m，对应保证流量4880 m3/s。

6　水情预警指标确定

6.1蓝色预警指标

根据《水情预警发布管理办法（试行）》，推荐采用低于5 a一遇的流量作为洪水蓝色预警指标。查洪峰流量频率曲线，初步拟定抚顺水文站洪水蓝色预警指标为1000 m3/s。该流量重现期约为4 -5 a一遇。

6.2黄色预警指标

根据《水情预警发布管理办法（试行）》，取警戒流量为黄色预警指标。由省设计院《辽河流域（辽宁省）重要控制站特征水位研究报告》成果可知，抚顺站警戒流量为2000 m3/s。

6.3橙色预警指标

根据《水情预警发布管理办法（试行）》，推荐采用20 a一遇的流量作为洪水橙色预警指标。查洪峰流量频率曲线，初步拟定抚顺水文站为3000 m3/s，该流量重现期约为20 a一遇。

6.4红色预警指标

根据《水情预警发布管理办法（试行）》，推荐采用50 a一遇洪峰流量作为红色预警指标。考虑到抚顺段堤防标准较高（200 a一遇），故取堤防保证流量为抚顺水文站洪水红色预警指根据省设计院成果，抚顺水文站保证流量为4880 m3/s。

7　合理性分析

为保证水情预警指标阈值的科学、合理，项目中依据1959-2013年沈阳站实测洪水过程，对不同等级的预警指标阈值进行合理性分析。按照年最大值选样，统计在各预警指标方案下，1959-2013年拟发布不同等级洪水预警的次数。

8　结　语

以国家防总发布的《水情预警发布管理办法（试行）》为基础，结合辽宁省水情具体特征，量化洪水、枯水预警标准，及时、准确、高效的向社会发布水情预警信息，可在一定程度上减免水旱灾害造成的社会损失及经济损失，有助于进一步提升水情部门的社会服务能力，促进水情人员业务能力的提高，具有十分重要的社会经济意义及实践意义。

（责任编辑：韦诗佳）

中图分类号：TV87

文献标识码：A

文章编号：1673-8853（2016）04-0040-02

收稿日期：2016-01-11