李强
(黑龙江省伊春水文资源中心,黑龙江 伊春 153000)
北关(二)站位于黑龙江省铁力市铁力林业局建设经营所,是呼兰河上游右岸一级支流依吉密河控制站,属于国家二类精度站。依吉密河流域总面积为1 777 km2,北关(二)站断面以上集水面积为939 km2,断面以上河长68.5 km,至河口距离65.0 km。流域平均坡降1.640%,河底平均坡降0.759%,河系形状呈椭圆形。流域内有大小支流13条,流域地势北高南低,河流走向为东北-西南,河道弯曲系数为2.15。地貌以山地为主,上游主要是高山丘陵,两岸森林茂密,低平处分布着大片森林湿地,植被有针阔混交林、次生林、针叶人工林等;河宽25.0 m左右,水深为1.0~2.0 m,水流湍急。下游河宽40.0 m左右,水深1.5~2.5 m,水流渐缓,以低山丘陵和河谷平原为主,有大量的农田和湿地。依吉密河水质清澈,达到了国家Ⅲ类水体的标准。断面左岸附近山体海拔高度为240~317 m,右岸附近山体海拔高度为240~371 m。
1.2.1 降水特征
流域历年平均降水量715.8 mm,降水年内分布极不均匀,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%。降水量年际间变化比较明显,有明显的丰枯交替变化规律。历年最大年降水量为1 063.3 mm(2012年),历年最小年降水量为427.8 mm(2001年),最大值和最小值之比为2.49。
1.2.2 径流特征
流域地处中温带大陆性季风气候区,水文要素在年际和年内变化差异较大。年径流深在150.1~632.0 mm之间,历年平均径流深为363.0 mm,历年平均径流量为3.427亿m3,径流量的年内分配和年际变化都存在较大差异。洪水以夏汛为主,一般发生在6—9月份,以7—8月份出现次数为最多,约占总数的70%。依吉密河属山溪性河流,水位暴涨暴落,洪峰滞留时间为1~2 h,洪峰峰型多为单峰型。涨洪历时1~2 d,落洪历时15~20 d。
依吉密河洪水多来源于上游暴雨,洪水多发生在7,8月份,根据实测资料记载,北关(二)站发生大洪水的年份依次为1968,1988,1961,2014和1966年(按洪峰流量大小排序)。历年最大洪峰流量为1 550 m3/s(1968年7月26日),重现期大约70年;历年最高水位为100.55 m(1968年7月26日迁站后排序)。
1)7月18—19日降水过程:受西南暖湿气流和西来冷空气交汇影响,18日8时至19日2时,北关(二)站以上流域平均降雨量为57.2 mm,最大点雨量出现在西北河林场站,降雨量90.4 mm,达到了暴雨量级。
2)7月19—20日降雨过程:受副热带高压西北侧西南暖湿气流和西来冷空气交汇影响,伊春中南部地区出现了一次雷雨大风、短时强降水的局地暴雨天气过程,北关(二)站上游平均降雨量35.8 mm,最大点雨量出现在太平站,降雨量47.0 mm,达到了大雨量级。
3)7月24—25日降雨过程:受西风槽及台风安比减弱后的热带气旋北上的共同影响,25日0时至25日16时,北关水文站上游平均降雨量为139.6 mm,最大点雨量为红旗站的160.0 mm。流域上游的6个雨量站,降雨量在100 mm以上的站有5个,均达到了大暴雨量级。
此次洪水成峰雨为流域性大暴雨,其特点为历时短、强度大、总量大、笼罩面积广、间隔时间短,暴雨走向从中、上游到下游,暴雨量为中上游大,下游相对较小。7月24日至25日降雨分两个场次:第一场降雨从7月25日零时开始至6时止,第二场降雨从25日10时开始至16时止,各雨量站降雨情况见表1。
表1 7月25日北关(二)站以上各站场次降雨量统计表 mm
受24日至25日降雨影响,北关(二)站水位于25日0时12分开始起涨(起涨水位97.21 m);25日16时30分,水位超警戒(水位98.56 m)0.06 m;18时04分水位99.20 m,洪水出槽跑滩;26日0时54分,北关(二)站出现了历史最高洪水,水位为100.82 m;1时水势平,1时24分水位缓慢回落;27日1时24分洪水归槽;29日19时06分洪水落平,此次洪水水位变幅3.61 m。
此次洪水过程峰高、量大、历时短、涨落急剧,是一次危害极大、损失惨重的流域性历史大洪水。北关(二)站洪水水位过程线图见图1。
图1 北关(二)站洪水水位过程线图
采用北关(二)站畅流期的实测流量成果,点绘水位~流量关系线,曲线满足单一线的定线要求,按趋势进行高水延长,推求出洪峰水位100.82 m,相应流量为1 350 m3/s。
此次洪峰流量计算采用稳定非均匀流公式进行计算,根据比降—面积法计算,推算洪峰流量为1 360 m3/s。此次洪水洪峰流量最后取值采用水位~流量关系曲线延长后的分析成果,洪峰流量取1 350 m3/s。
此次洪水26日0时54分出现洪峰,洪峰水位100.82 m,相应流量1 350 m3/s;最大24 h洪量1.018亿m3,主要集中在7月25日8时至7月26日8时之间,占次洪总量(2.569亿m3)的39.6%。根据已有洪水设计成果资料分析推算,北关(二)站洪峰流量1 350 m3/s的设计频率接近2%,重现期约50年。
北关(二)站“2018·7·26”大洪水,为建站以来的第一顺位历史大洪水,降水集中,涨洪历时非常短,由于洪峰出现在夜间,测流困难,人员无法靠近测验基本断面,在不具备洪峰流量施测的前提下,只好设立临时水尺人工观测比降水位,并根据实际测验条件施测多点洪痕水位,结合现有资料,利用不同方法进行洪峰流量的推算,最后通过合理性分析检查确定采用结果,以保证最后采用结果的客观性、科学性和合理性,为该站大洪水流量施测、推演、分析评价等提供必要的参考和借鉴。