馬雪梅，李英士，俞 宏

（1.松遼水利委員會水文局（信息中心），吉林 長春 130021；2.中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 130021）

0 引 言

2010年第二松花江流域發(fā)生了特大洪水，流域內(nèi)有9條支流發(fā)生超歷史洪水，白山、豐滿水庫發(fā)生近百年一遇的特大洪水。干流白山水庫7月29日最大入庫洪峰流量超過歷史最大入庫流量，入庫洪量重現(xiàn)期接近100年。

第二松花江干流白山、豐滿水庫的設計洪水復核工作已經(jīng)開展多次，2002年編制的《白山、豐滿水庫防洪聯(lián)合調(diào)度設計洪水復核報告》和2008年編制的《白山、豐滿水庫防洪聯(lián)合調(diào)度臨時方案》，分別經(jīng)水規(guī)、電規(guī)總院聯(lián)合審查，國家防總和松花江防總批復，當時資料系列分別用到2000年和2007年，2008年復核后，仍采用2002年審定成果。紅石水庫目前采用的設計洪水參數(shù)是水利水電規(guī)劃設計總院于1978年審定的成果。

為研究2010年大洪水對第二松花江流域白山、豐滿、紅石設計洪水參數(shù)的影響，將計算系列延至2010年，對加入2010年大洪水的歷史洪水進行重現(xiàn)期分析，復核白山、豐滿、紅石、白豐區(qū)間設計洪水成果。

1 流域概況

第二松花江流域位于吉林省東南部地區(qū)，是松花江的上游區(qū)，發(fā)源于長白山主峰白頭山天池，整個流域分布在長白山的西北坡，高程自東南向西北遞減，流域形狀為橢圓形，呈西北～東南方向，山峰高度由河源的2 600多米降至紅石電站附近的700 m左右。紅石電站以上流域為長白山地，河谷切割較深，多呈“V”型。河網(wǎng)發(fā)育，河道曲折，灘哨相間，坡陡流急。

二松流域位于東亞大陸邊緣，屬寒溫帶大陸季風氣候區(qū)，其主要特點是春季干旱多大風，夏季濕熱多雨、秋季溫暖多晴朗天氣，冬季漫長寒冷。降水量南北差異大，南部降水量為800～1 000 mm，至中部降至600～700 mm。豐滿以上流域多年平均降水量為656.2 mm，降水年內(nèi)分布不均，6—9月降水量占全年降水量的74.5%。

2 暴雨洪水特性

2.1 暴雨特性

第二松花江上游區(qū)的暴雨多發(fā)生在7月至8月下旬。形成大暴雨的天氣系統(tǒng)主要是臺風，其次是西或西南東移氣旋。北上臺風形成的暴雨多集中在白山水庫以上流域，白山以上流域一次降雨量可達80～150 mm,如1957年8月下旬、1960年8月下旬的大暴雨，即屬此種情況。白山以上流域平均降水量分別為94.7，124.7 mm。

除臺風暴雨外，華北、河套等各種北移或東移的氣旋系統(tǒng)也可造成大范圍的暴雨。如1995年7月28日至31日，受蒙古低壓東移和副高后部影響，流域內(nèi)普降暴雨和大暴雨，這場暴雨強度之大，雨量之多，是歷史上少見的，白山以上流域平均雨量139.6 mm，最大點雨量龍泉站233 mm；8月6日至7日，受副高后部和高空槽影響，白山以上流域又普降大雨，流域平均雨量為89.4 mm。受低壓、切變線及西南暖濕氣流共同影響，2010年7月27日至28日，第二松花江中上游及支流飲馬河降大到暴雨，局部地區(qū)降大暴雨，暴雨中心為第二松花江五里河站，累計降雨量達341 mm。第二松花江流域平均雨量約90 mm，白山水庫以上流域平均雨量為131 mm。

2.2 洪水特性

第二松花江流域的洪水由暴雨形成，大洪水一般發(fā)生在5月至9月上旬，但以7，8月為最多，且量級較大。白山、豐滿水庫的洪水過程既有單峰型，也有雙峰及多峰型。如1953年、1957年、1960年洪水過程為單峰型，洪水陡漲陡落，一次洪水總歷時7～11 d。白山漲洪歷時1～2 d，洪峰持續(xù)時間3 h左右；豐滿漲洪歷時2～3 d，洪峰持續(xù)時間12 h左右，落水歷時5～8 d。由于不同天氣系統(tǒng)組合影響，該流域大暴雨有短時期內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)的情況，因而在15 d內(nèi)雙峰型洪水也時常發(fā)生，從豐滿水庫實測前10位洪水分析，有5場洪水為雙峰型。

在一次洪水過程中，白山單峰型洪水3 d洪量較集中，豐滿除1986年外，3d洪量也較集中，3d洪量占7d洪量的65.0%～77.4%。7d洪量集中程度不盡相同，單峰型洪水7d洪量占15d洪量的68.5%～88.5%，比較集中；雙峰型洪水7d洪量占15d洪量的51.1%～69.0%，不太集中。

白山水庫建成后，白山水庫入庫洪峰出現(xiàn)時間較壩址提前4～6h，白山出庫到豐滿入庫大洪水的傳播時間約6h。

3 峰量系列統(tǒng)計

將白山、紅石、豐滿設計洪水系列統(tǒng)計至2010年，洪水系列為1933—2010年計78年。洪峰按年最大法獨立取樣、洪量統(tǒng)計在6—9月獨立取樣。

4 歷史洪水與重現(xiàn)期的確定

4.1 白山、紅石歷史洪水

白山水庫2010年洪峰流量為12900m3/s，最大3d洪量為16.2億m3，最大7d洪量為24.1億m3，均超過了1995年洪水。因此，增加2010年大洪水作為歷史洪水處理。首位歷史洪水的重現(xiàn)期與原審定成果一致，從1911年起算，首位2010年洪水重現(xiàn)期為100年，其余大洪水順次排位。白山、紅石特大洪峰流量成果見表1。

4.2 豐滿歷史洪水

在豐滿河段調(diào)查到的大洪水的年份是1856年、1909年和1923年，但由于洪水發(fā)生時間和年代較久遠，定量有一定的誤差，故在統(tǒng)計參數(shù)計算時參照其量級只進行排位，不采用具體數(shù)值。豐滿歷史洪水處理10個，其中實測大洪水有7年，2010年洪水量級較大，其中洪峰為1856年以來的第一位，重現(xiàn)期為155年；1995年洪量為有記錄以來最大，確認為1856年以來的第一位，重現(xiàn)期為155年。豐滿特大洪水排位情況見表2。

5 設計洪水計算

5.1 設計洪水參數(shù)計算

根據(jù)前述基本資料和歷史洪水排位情況，進行了白山、紅石、豐滿洪峰流量及各時段洪量頻率分析計算。經(jīng)驗頻率采用數(shù)學期望公式計算，線型采用P-Ⅲ型曲線，均值、Cv用矩法進行了參數(shù)初估，通過適線進行調(diào)整，白山、紅石的各時段洪量按連序系列計算的，但在適線時考慮了大洪水洪峰重現(xiàn)期處理為100年（1911—2010年）這一因素，適當調(diào)整Cv，同時考慮各時段上、下游洪水參數(shù)的協(xié)調(diào)，確定洪水參數(shù)。

5.2 設計洪水成果分析比較

5.2.1 白山、紅石

增加了2010年大洪水后，使得頻率圖中的其它洪水點據(jù)均向右移動，但考慮2010年洪水只略大于1995年洪水，兩場洪水屬于同量級，故在適線時考慮這一因素。另外白山、紅石各時段洪量是按連序系列計算，未進行大洪水重現(xiàn)期處理，而實際適線時考慮了大洪水洪峰重現(xiàn)期按100年處理的因素調(diào)整確定Cv值，所以單從適線看，Cv略顯偏小。由于紅石以上流域歷史資料較少，歷史洪水重現(xiàn)期無法考證更久遠，1995年大洪水發(fā)生時，15d洪量重現(xiàn)期就明顯不合適。2010年大洪水與1995年基本同量級，洪水重現(xiàn)期按1911年以來排位，1995洪水重現(xiàn)期只有50年，如果能將洪水重現(xiàn)期延長，比如參照豐滿，將白山、紅石的大洪水重現(xiàn)期按照1856年以來處理，則確定的峰、量設計洪水參數(shù)適線會更好。與原審定成果相比，白山、紅石洪峰及洪量均值略有減小，Cv有所增大，設計值增大2%～5%。

表1 白山 紅石特大洪峰排位表 m3/s

表2 豐滿特大洪水排位表

5.2.2 豐滿

豐滿水庫還原的2010年洪水，洪峰比1995年略大，為歷史第一位，但洪量并不突出，由于豐滿水庫的歷史洪水調(diào)查期較長，因此2010年洪水的影響較白山、紅石相對要小，影響趨勢是一致的，復核成果與2002年審定成果相比，均值減小，Cv增大。均值減小幅度為2%左右；12h設計洪峰增大幅度在2.6%～4.7%之間，設計洪量增加幅度在1%～3%之間。

6 結(jié)語

通過增加系列對白山、紅石、豐滿設計洪水復核計算，2010年大洪水發(fā)生后，白山、紅石、豐滿的洪峰流量及各時段洪量主要頻率設計值均較審定成果有一定的增加，增加的幅度均在5%以內(nèi)，為保持設計洪水成果的穩(wěn)定性，白山、紅石、豐滿設計洪水成果仍可沿用原水電水利規(guī)劃設計總院和水利水電規(guī)劃設計總院2002年聯(lián)合審定的成果。