劉廣成，趙同銀，鞠貴權

(哈爾濱水文局，哈爾濱150010)

1 河道基本情況

松花江哈爾濱城區(qū)段位于松花江干流中游，流向大致為由西南流向東北。哈爾濱水文站位于濱洲橋上游2.8 km處，測流斷面在濱洲橋下游300 m處。雙口面以下到松花江公路大橋段江心洲較多，江道多為兩股分汊河道，小支汊也較為發(fā)育，蜿蜒彎曲擺幅較大;公路大橋至哈爾濱水文站測流斷面，江道主流位于右側，比較順直;自水文站測流斷面至濱北鐵路橋，江道受人工強力控制，已經形成較固定的雙股分汊河道，但主流時強時弱，沙洲的消漲每年隨水文情勢的不同而改變;下游除濱北鐵路橋下江心洲為雙股分汊河道外，也有較小的江心灘并分布有左右交錯的邊灘。

松花江哈爾濱段兩岸堤防規(guī)劃總長度86.79 km。設計標準為50～100 a一遇。哈爾濱水文站下游68 km處為大頂子山航運樞紐工程，工程回水達到哈爾濱水文站所在河段。

2 哈爾濱站高水水位流量關系分析

2.1 哈爾濱站高水水位流量關系合理性分析

以1998年松花江干流各水文站實測洪水作為基礎。通過下岱吉、通河、依蘭、佳木斯水文站與哈爾濱水文站時段洪水總量、洪峰流量對比，哈爾濱水文站實測洪峰流量，由關系線推算的不同時段洪水總量系統(tǒng)偏大，偏大幅度為6%～8%。分析偏大原因可能是流向與斷面不垂直，左右岸橫向比降偏大產生外流所致。按照《水文資料整編規(guī)范》對系統(tǒng)隨機不確定度的要求，一類精度站系統(tǒng)隨機不確定度不應超過1%。因此，對1998年哈爾濱水文站水位流量關系作系統(tǒng)性改正，重新建立新的高水水位流量關系。

2.2 哈爾濱水文站高水水位流量關系系統(tǒng)改正

哈爾濱水文站1998年水位流量關系系統(tǒng)性改正，依據(jù)上下游水量平衡的原理，針對1998年松花江特大洪水峰形平坦，變形小，上下游洪峰流量數(shù)值相一致的特點，采用上下游相應水位預報的方法。摘取下岱吉—哈爾濱水文站，哈爾濱—通河水文站相應的漲、退水轉折點，再算哈爾濱水文站系統(tǒng)改正系數(shù)，具體做法:根據(jù)下岱吉水文站洪摘資料，在不同時間點摘取若干漲、退水流量數(shù)據(jù)。以下岱吉、哈爾濱、通河水文站實際洪峰發(fā)生時間相減定為洪水傳播時間，對應下岱吉的摘取點，求出哈爾濱站、通河站相應時間，根據(jù)求出的時間，查出當年哈爾濱站、通河站實際水位，再根據(jù)通河站水位查出相應流量，再以下岱吉和通河站流量的算數(shù)平均值做為哈爾濱站的相應時間的流量。以此類推，求出哈爾濱站漲、退水過程。

2.3 哈爾濱水文站高水水位流量關系建立

1998年哈爾濱水文站水位流量關系受洪水漲落率影響，為逆時針繩套曲線，經系統(tǒng)性改正后，仍然為逆時針繩套曲線，為了今后在水文情報、預報中數(shù)值單一，使用方便，需對1998年哈爾濱水文站水位流量關系作單值化處理。單值化處理就是通過點群中心和控制結點定一條單一的水位流量關系曲線，這里的控制結點指1998年哈爾濱水文站實測的最高水位和相應的流量，經系統(tǒng)改正后，洪峰水位定位120.91 m，相應洪峰流量為16 000 m3/s。

哈爾濱城市防洪標準為蓄水量預期200 a一遇，按100 a一遇設防，哈爾濱水文站實測的最高水位、最大流量還未達到100 a一遇設防要求，需作高水延長，由于延長幅度占1998年水位變幅的比重很小，依據(jù)《水文資料整編規(guī)范》相關規(guī)定，按趨勢延長，延長后哈爾濱站流量為17 900 m3/s，相應水位為121.18 m，延長0.27 m。水位流量關系詳見表1。

2.4 哈爾濱水文站高水水位流量關系精度評定

依據(jù)《水文資料整編規(guī)范》第2.3.1條“穩(wěn)定的水位流量關系曲線應計算關系點對關系線的標準差和隨機不確定度。”通過哈爾濱水文站水位流量關系曲線三種檢驗及標準差計算，計算結果為標準差為2.3%，隨機不確定度為4.6%。滿足一類精度水文站定線隨機不確定為8%的誤差允許要求。其他符號檢驗、適線檢驗均符合要求。說明哈爾濱站雖然受漲落率影響，水位流量關系呈逆時針繩套曲線，但繩套不大，可以轉化為穩(wěn)定的水位流量關系。同時也說明這條水位流量關系存在誤差，其誤差界限為正負4.6%隨機不確定度。

3 涉水工程對哈爾濱水文站高水水位流量關系的影響

上述水位流量關系曲線的建立是根據(jù)1998年哈爾濱水文站水量不平衡，反映1998年當時的情況。1998年以后，隨著松花江哈爾濱江段防洪工程、橋梁及航運樞紐工程的相繼建設，人們對這些工程對哈爾濱水文站水位流量關系的影響提出了疑問，現(xiàn)分析如下:

3.1 橋梁擴孔對高水水位流量關系的影響

根據(jù)《哈爾濱防洪規(guī)劃》2002年有關部門對松花江公路大橋、濱州線鐵路大橋、濱北線鐵路大橋進行了擴孔，擴孔主要疏通太陽島北股流，提高洪水期間松花江過水能力。根據(jù)洪水特性和河道特性的分析，其作用是有限的。理由一，分流點、匯流點距離基本水尺斷面太近，因分流點、匯流點流量不變，假如水位也不變，勢必影響到基本水尺斷面水位，雖然分流后過水斷面面積增加，但水面比降降低，斷面平均流速減小，對現(xiàn)有的高水水位流量關系的影響不大。理由二，水走大道和近道，水往阻力最小的地方流動，1998年哈爾濱城區(qū)江段沒有分流，說明主橋有一定的過流能力，說明如1998年那樣的蓄水，擴孔后分流所占的比重不會太大，對高水水位流量關系影響甚微。理由三，太陽島北股河道阻力太大，受公路橋基和橋梁卡口的阻水作用，支流過水能力有限，除非超過1998年大水和人工干預。

3.2 航電樞紐對高水水位流量關系的影響

大頂子山航電樞紐工程距哈爾濱水文站68 km，大頂子山航電樞紐工程對哈爾濱水文站高水水位流量關系影響，因為回水頂托和渠系庫區(qū)內淤積。根據(jù)《大頂子山航電樞紐工程可行性研究報告》，各頻率洪水天然水面線與回水水面線重合，說明不存在回水頂托問題。渠系水庫淤積問題從哈爾濱水文站對歷年大斷面測量看，哈爾濱水文站流量測驗斷面和水泥廠斷面歷年無變化，城區(qū)段不存在淤積問題。

3.3 橋梁回水對高水水位流量關系的影響

根據(jù)《哈爾濱城市總體規(guī)劃(2006～2020年)》，哈爾濱市區(qū)段共建松花江兩岸越江通道14條，其中橋梁10條，與1998年時3條越江通道相比，橋梁發(fā)展速度非常迅速。實際上影響哈爾濱水文站水位是基本水尺斷面以下的且比較近的橋梁。現(xiàn)狀基本水尺斷面以下的橋梁有濱州線鐵路橋，濱北線鐵路橋，松浦大橋、哈東四環(huán)路東橋。哈東四環(huán)路東橋距基本水尺斷面距離太遠，回水頂托不到基本水尺斷面處，可以不考慮。濱洲線鐵路橋由于年限過長，打算在原址新建，新建的濱州線鐵路橋無論從橋墩間的寬度、數(shù)量、結構、型式都優(yōu)于原橋，壅水影響程度也要優(yōu)于原橋，此橋在防洪影響論證中，認為壅水很小，基本不考慮。松浦大橋是剛剛建成的橋梁，此橋的壅水量還未見防洪影響評價報告。與1998年相比，雖然增加了松浦大橋，但改建的濱洲線鐵路大橋壅水有所減小，相互抵消部分，總體判斷，近期新建的橋梁對哈爾濱水文站高水水位流量關系影響不大。

4 總結

哈爾濱站高水水位流量關系是在1998年實測水位流量關系的基礎上作合理性判斷，按照上下游水量平衡作系統(tǒng)改正得出客觀實際的反映了哈爾濱水文站高水水位流量關系;本關系曲線是由逆時針繩套曲線經單值化處理后得出，其存在誤差，隨機不確定度為4.6%;本關系曲線對涉水工程影響作了分析，認為涉水工程對本站高水水位流量關系影響不顯著，一致性沒有改變，可以作為近期或中期水文情報和預報的依據(jù);本關系曲線未經高水檢驗，如發(fā)現(xiàn)有系統(tǒng)偏離，應作實時修改。

表1 哈爾濱站高水水位—流量關系表

［1］ 黑龍江省水文水資源勘測局.SL247－99水文資料整編規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，1999.

［2］ 中華人民共和國水文年鑒［M］.北京:1998.