水文预报与水资源优化——以龙山水文站为例

吴云峰

（福建省漳州水文水资源勘测分中心龙山水文站，福建 漳州 363602）

0 引言

随着水文预报技术的不断进步，能够更准确地预测区域范围内的水资源变化情况，及时制定具有针对性的防护措施，进而有效防止旱灾、洪水等自然灾害对区域内居民正常生活造成威胁和侵害。目前水利工程建设力度不断加大的同时，也对水文预报及水资源优化管理技术加大了重视力度，确保能够最大限度地发挥水资源的作用。本文以龙山流域作为实例研究对象，对龙山水文站在洪水等自然灾害中所采取的应对措施进行分析。

1 龙山水文站特性分析

1.1 流域特性

本流域地处我国东南沿海，属亚热带海洋性气候，多年平均气温在21℃左右，气候温暖湿润，流域雨量充沛，年降水量在1 600～2 000 mm之间，降水量年内分配不均，雨季主要集中在四到十月份，降水主要以锋面雨和台风雨为主。暴雨中心处于西北部高海拔地区。四到六月是峰面雨的高发期，降水时间长，总量大。流域年平均水面蒸发1 000～1 500 mm，多年陆面蒸发量700 mm左右。

1.2 流域和河道特征

集水面积484 km2，占芗江总集水面积的69.1%，河长52 km，河道坡降6.8‰，芗江发源于搏平岭山系南侧，流域内山高坡陡。森林覆盖率高。植被良好，区内主要为亚热带雨林及水稻田。河床纯系沙质，易于冲淤，又有人工大量取沙，导致河道主槽靠左岸严重下切。测验河段顺直，但上下游有大弯道，两岸系沙土质，多树林，视线差，近年来不断加固加高，现左岸高程35.14 m，右岸高程34.82 m。河道上沙洲、漫滩常年存在，下游500 m处石砌拱桥一座，对中高水有一定的控制作用。本断面处于顺直河段中间，主流靠左，河道右侧起点距110 m的位置有大面积漫滩，被开发种植果树和甘蔗，一直在淤积抬高，从而加剧断面高程变幅。主流部分有不经常性冲淤现象，人类活动频繁，受捞沙影响，高程逐年下降，河床下切严重，最大达2 m以上。河道两岸垃圾较多，水体污染严重，造成河道水草丛生，影响到流速测验。下游受黄坑电站回水影响中低水位—流量关系变化混乱[1]。

2 龙文水文测站洪水特性分析

2.1 降水特性

该地区洪水主要因降雨形成，本流域降雨量可达300～500 mm，并且台风雨的降水时间短、强度大，所以汇流时间较短。据资料统计，本站最大1小时雨量87.8 mm，最大3小时雨量146.9 mm，最大6小时雨量161.9 mm，最大12小时雨量178.4 mm，最大24小时雨量317 mm。再加上干流河道较陡，所以其洪水具有汇流时间短，峰高量大，汇流集中，突发性较强的特点。另外西北部等高海拔山区也常有地形雨出现，由于地处迎锋坡且高度有限，总量也较小。

2.2 洪水成因及传播时间分析

洪水成因包括：4至6月的锋面雨，主要受太平洋热带季风和北方冷空气在我省上空交汇而成的锋面雨，总雨量占全年降雨量的三分之一，由于地理位置和地形条件，其降水强度不大，一般不会造成较大洪水；6至10月份太平洋强台风或热带风暴，当强台风在广东省东部沿海等地区登陆后，继续向北或东北方向移动，会造成出现总量较大的锋面雨，由于强度虽大但比较均匀，历时比较长，暴雨中心处于上游山区，因此所造成的洪水涨落比较平缓，洪峰水位不是很高，历时长，在汛期频繁出现。

3 龙山水文站水文预报技术应用分析

3.1 主要测验设施

本站测验设施相对齐备，能保证各测验项目顺利完成。有足够站房供专门使用，配备一部程控电话和水雨情自动测报系统，可随时和外界进行联系，并备有一套备用电源。另有各专门设施如下：

地形测量设备：有水准仪、经纬仪各一架。

水位观测设施：水位自记井一座，最高、最低水位均能观测到。

3.2 流量测验方法

测验流量全部采用缆道无偏角流速仪法，由于本断面高程变幅大，测速垂线布设要根据具体水位而定，以能控制水深和流速的转折为原则，测验以二点法为主，水深较浅时采用0.6水深法，中高水则采用0.2水深法，0.2水深的流速系数为0.868，系采用多年的资料分析计算所得，定期用多点法进行校核。中高水，涨落率较大时，一般采用一点法（100 s或60 s）或雷达波施测流量，涨落率较小时，采用二点法或三点法（100 s）施测流量；低水时，一般采用二点法（100 s）测流或走航式ADCP测流[2]。本站流量测验为水文缆道/走航式ADCP或普通流速仪，大洪水采用水文缆道/缆道雷达波流速仪测流。

3.3 水情报汛

本站报汛内容主要有：雨情电报、水情电报、水情预报电报。

雨情电报。本站在时段雨量达到10 mm，日雨量达到3 mm时，需拍发时段雨量电报用及日雨量电报，如1 h内降雨量达到25 mm时需加拍暴雨加报。由于现在雨量采用JDZ—1型固态雨量计，装有水情自动测报系统，能实时向分局水情科传递雨情信息。

水情电报。遇有较大洪水出现或预计水位将超过警戒水位时应加报起涨水位、流量和洪峰水位、流量。向平和水位站、船场水文站拍报洪峰水位时，本站应拍报同时水位。若水位超过43.50 m时，应一级加报，即涨水为2-2，退水为1-1；水位超过44.00 m时，二级加报，涨为8-8，退为4-4；水位超过45.00 m时，三级加报，涨为24-24，退为8-8。在洪水期间或特枯水期间，分局有另外要求时应按要求加报水位。

4 龙山水文站各种非常时期技术监测要点

4.1 监测准备工作

汛前应准备5～8支临时水尺。当有台风登陆影响时应及时校测水尺零高。当预报本站可能出现危险水位以上洪水时应马上做好各种物资准备和人员分工。

4.2 低水、枯水期水位监测

当本站出现超过现有水位自记井观测范围的枯水时，应及时向河心方向增设水尺，并增加观测次数，以测得最低水位及其出现时间。

当水位降低导致断面分流，出现多条串沟，若串沟内的流量占总流量的20%以上时应在串沟内设置临时水尺。

4.3 高洪水位监测

当发生特大洪水导致本站水位自记井观测设施被冲毁时，应在断面附近另选适当地点设置水尺，并及时观测记载其水位值，其零点高程可待水位退下后再进行测量。当漏测洪峰水位时，应在断面附近找出两个可靠洪痕并做好记号，及时用四等水准测定其高程，取其平均值作为峰顶水位，并应判断出现的时间和在水位观测记载簿的备注栏中说明情况[3]。

5 暴雨、洪水、枯水调查工作优化策略

5.1 前期准备工作

首先各每个调查组成员应对调查任务和要求，以及相关规定及调查方法了解和掌握，明确调查目的。其次需要对以下资料进行收集：流域及调查河段的详细地形图和河道纵横断面图等；沿河水准点高程、位置的记载图表；流域的水利规划资料，水利工程设施情况，水文气象图集、手册等资料；有关该河段的查勘报告、地方志，以及水利历史文献等。摘录有关洪水、暴雨、干旱及流域地理特征的材料。并要注意从交通部门了解桥涵最大洪水资料；有关调查河段附近水文测站的考证图表，历年洪水位、洪峰流量、水位与流量关系曲线，比降、糙率以及上下游水文站洪水预报图表等资料；调查地区的交通情况，以便选择交通路线。

5.2 工作方法和步骤

首先洪水调查人员到达调查地区后，必须向当地党政部门汇报洪水调查工作的目的和意义，主动向有关部门给予协助，并请其介绍有关情况。其次对调查地区的概况有了初步的了解后，应进行河道查勘，了解各段河道顺直情况，河床、断面、河滩情况，中间有无支流、分流等。进一步了解河流洪水情况，河道变化情况，可以找到洪水痕迹的地点、标志等，以作为选择调查测量河段的根据。

6 结语

随着经济社会的快速发展，最严格的水资源管理、生态文明建设和应对气候变化的影响等，给水文预报工作带来新的挑战。因此应对水文预报及水资源优化加强重要管理，对关键技术加大研发力度，充分利用信息化手段，使业务流程及服务模式不断创新，使水文信息更加全面、准确、高效，能够有效防治旱灾、洪水等自然灾害，对通过水资源优化调度管理，为生态文明建设、水环境修复和经济社会发展提供可靠的支撑和保障。