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俄羅斯阿穆爾州春季長，降雪少，山地融雪通常會持續(xù)到6月份。阿穆爾(Amur)河哈巴羅夫斯克(Khabarovsk)河段春汛期間的標準洪水水深為205 cm；1998年4月25日所測得的379 cm為歷史最高水位。因此，與春季洪水通常量級相比，阿穆爾河2013年的洪水顯得超乎尋常。

盛夏季節(jié)，遠東地區(qū)周邊海洋及太平洋開始變暖，海水開始大面積蒸發(fā)。夏季風攜帶濕潤空氣進入大陸，冷卻后形成降雨，從而形成夏秋季節(jié)洪水。

1 2013年洪水

2013年7～9月份發(fā)生的特大洪水波及到俄羅斯遠東大部及中國東北地區(qū)，這是由各種極端水文事件發(fā)生罕見組合的結果。

阿穆爾河流域此次異常降雨表現為雨量大、持續(xù)時間長以及范圍廣，其形成是上述宏觀氣象相互作用的結果。有理由相信，這種反常氣象是該地區(qū)氣候變化的結果，其重現期會伴隨極端降雨量增加和干旱規(guī)模加劇。

此次洪災的另一關鍵因素是，在汛季初期流域土壤處于高度飽和狀態(tài)。2012～2013年冬季寒冷多雪的天氣使空氣濕度加大，從而導致流域積雪層變厚。春季來臨較晚，以至土壤吸收了大量融雪水達到飽和，其涵水能力隨之急劇下降，雨季來臨前流域的自我調節(jié)能力顯著減弱。

因此，阿穆爾河及其主要支流結雅(Zeya)河、布列亞(Byreya)河、松花江及烏蘇里江自7月起開始遭到暴雨襲擊，導致河槽流量急劇增加、水位驟然上漲，最終導致阿穆爾河流域的所有河流均形成洪峰。阿穆爾地區(qū)屬洪水多發(fā)區(qū)，大洪水每3 a一次，特大洪水每20 a一次。

據國家水文研究所數據顯示，阿穆爾河哈巴羅夫斯克河段最大洪水流量達46 000 m3/s，重現期為200～250 a。

8月26日搜集的哈巴羅夫斯克相關數據顯示，阿穆爾州和猶太自治州共有185個居民點、9500個家庭、13 800個宅基地、3 800個郊區(qū)居民點及374個娛樂中心被洪水淹沒。另外，遭受洪水淹沒的還包括611 km的高速公路及566 800 hm2耕地。阿穆爾河沿岸客運交通被迫中斷。

截止到8月18日，哈巴羅夫斯克地區(qū)洪水位已超過1913年的歷史最高水位，比正常水位高出了6.42 m；8月27日，當地時間12:00(莫斯科時間05:00)記錄的水位達736 cm；9月4日，阿穆爾州洪水深度達到808 cm。9月5日洪水開始減退。

9月23日，洪水進入韃靼海峽后，各地水位開始下降。

2 阿穆爾河洪水

按流域面積計算，阿穆爾河是俄羅斯第四大河，也是世界第十大河流。阿穆爾河在共青城地區(qū)的年平均流量為9 819 m3/s，在入?？谔幜髁繛?1 400 m3/s。

阿穆爾河分為3個河段：

(1) 流速為 5.3 km/h的上阿穆爾河(向結雅河口延伸，河段長度為883 km)。

(2) 流速為 5.5 km/h的中阿穆爾河(從結雅河口向烏蘇里江河口延伸，河段長度為975 km)。

(3) 流速為 4.4 km/h的下阿穆爾河(從烏蘇里江河口向共青城延伸，河段長度為966 km)。

夏秋季節(jié)性降雨為阿穆爾河補充了75%的年徑流量，同時也給河流水位帶來巨大的變化，這也是阿穆爾河最重要的水位特征。上、中阿穆爾河最低水位在10～15 m之間，下阿穆爾河水位平均為6～8 m。在長達70 d的強降雨季節(jié)，中阿穆爾河和下阿穆爾河江面寬度可達10～25 km。

阿穆爾河在其主要支流(結雅河、布列亞河及松花江)上修建一系列水利設施后，夏秋季洪水開始得到一定控制，水位一般保持在3～6 m。

阿穆爾河有數次洪水記錄。據19世紀觀察報告記錄，1855～1882年，該河發(fā)生過毀滅性的洪災達8次。其中最大的一次洪災發(fā)生在1872年，數處哥薩克村莊被洪水沖毀。水文學家通過計算得知，當年阿穆爾河哈巴羅夫斯克河段洪水位達到了722 cm。

在整個洪水調查期，總計調查了106次洪水，平均洪水位為446 cm。由于測量次數有限，實際平均水位不得而知。但數學統計顯示，有95%的概率認為其浮動區(qū)間應為21 cm，即洪水位在425～467 cm(446±21 cm)之間的概率為95%。

3 水庫運行的法律問題

政府對水電站工程人員的所有運行操作實施嚴格管控，包括由自然資源部代表俄羅斯聯邦水資源署來確定水庫蓄降及水電站行洪管理制度。水資源署在各地設有名為"流域水資源部(BWD)"的分支機構，主要負責制定水電站運行規(guī)則。地方BWD與其他聯邦機構的地方主管部門展開合作，給水電站運行方案提建議，保護用水戶利益并協助各部門解決面臨的困難。其他聯邦機構包括俄羅斯聯邦教育與科學部、農業(yè)部、動植物衛(wèi)生監(jiān)督機構、聯邦海洋與內河運輸署，以及聯邦建筑、住宅及公用事業(yè)署。修改水電站運行方式必須服從BWD指示。

俄羅斯聯邦水資源法規(guī)定，水庫調度必須遵守水庫水資源利用規(guī)則。目前已批準針對結雅及布列亞水庫的“結雅河結雅水庫水資源利用主要條例”和“布列亞水庫水資源利用臨時條例”。

4 防洪準備

由于特大洪水給水庫正常運行增加了負擔，2013年8月，俄政府緊急情況預防及管理委員會在結雅及布列亞水電站召開了有關水庫運行模式的會議。

結雅水庫和布列亞水庫是阿穆爾河及其最大支流(結雅河及布列亞河)的主要調節(jié)水庫，具有調節(jié)徑流、削減洪峰的重要功能。

阿穆爾河流域水資源部負責確定結雅及布列亞2座水庫的運行模式。依據2005年3月頒布的法律，聯邦水資源署成立了一個監(jiān)管水庫運行模式的跨部門工作組(IWG)，旨在為水庫蓄水、泄水、防洪、航運及其他特殊泄水提出建議。其主要工作任務是：

(1) 分析水庫及阿穆爾河流域的水文/經濟狀況，預測汛期來水規(guī)模。

(2) 結合季節(jié)水文、經濟狀況，收集有關水庫運行模式的建議。

(3) 比較并分析水資源利用及消費需求價值的實時變化。

(4) 為結雅及布列亞水庫優(yōu)化運行方案提出建議，并為結雅河及阿穆爾河上、中游以及遠東統一電力局提供借鑒方案。

IWG還針對氣象預測、水文條件及“水工建筑物安全使用說明”的指導方針及規(guī)定——水庫水資源利用規(guī)則的條款展開分析。

在阿穆爾河流域2013年7、8月汛期，IWG最大限度地采取用水措施以削減洪峰，減少水電站下游無閘壩支流的防洪壓力，并積極準備組織救援力量。

5 洪水期水電站的運行

5.1 結雅水庫

除了可對結雅河及阿穆爾河水量實施日調節(jié)、周調節(jié)及長期調節(jié)以實現發(fā)電和改善通航條件的目的以外，結雅水庫還具備攔蓄洪水、減輕下游災害的能力。

結雅河目前還沒有梯級水電站系統。結雅水庫是結雅河流域唯一具有削減洪峰、平順水情能力的調節(jié)水庫。其下游的謝列姆賈、烏爾坎和右烏爾坎3條無閘壩支流為結雅河河口段提供了約60%的徑流量。

結雅水庫運行模式需遵照上述主要條例實施。條例包括以下條款：

(1)洪水季來臨前(通常為5月1日前)，應將庫水位下降到310 m高程，以310～322.1 m(庫水位超過設計洪水位 322.1 m 的概率為 0.01%)之間的庫容作為攔洪庫容(30.36 km3)。

(2) 當庫水位處于310～315 m高程時，應將出庫流量控制在640 m3/s～1 300 m3/s之間。若庫水位處于315～317.5 m之間，則泄洪流量應為1 300 m3/s。

(3)當庫水位達到 317.5 m 時應采取壩頂溢流；若水位在該高程維持不變且洪水量持續(xù)增加，則應開閘泄洪，新增洪水量通過水電機組泄洪，流量控制在3 500 m3/s。若入洪量持續(xù)增加，泄量應保持在3 500 m3/s(關閉閘門)，直至庫水位升至319.3 m。

(4)當庫水位超過 319.3 m 時(汛期該水位的超越概率不到1%)，則溢洪道開始滿負荷運行，而庫水位超越 322.1 m的概率為 0.01%(保證水位)。此時下泄洪水量應達10 800 m3/s，其中水電機組泄洪流量應為1 300 m3/s。

(5)當庫水位回落到 317.5 m 時，應關閉溢洪道閘門。

(6)若庫水位超過 317.5 m，則應將泄洪流量提高到3 500 m3/s，直至水位回落到 317.5 m，然后將水電機組泄洪量控制在1 300 m3/s，使庫水位回到315 m。若庫水位超過了 319.3 m，則可同時開啟溢洪道閘門及水電機組使其回落至 317.5 m。

5.2 結雅水電站防洪大事記

為減少洪水對電站下游居民區(qū)造成的不利影響，提高水工建筑物安全運行條件，建立水庫運行模式管理制度成為結雅水電站2013年汛期的主要任務。由于結雅水庫8月份入庫洪峰達到15 km3，是1901年以來的最大洪峰，其重現期為200 a，因此，建立水庫運行模式是一項復雜的任務。

水庫在2013年洪水季節(jié)來臨之前已按照主要條例的要求準備好了防洪庫容。4月27～28日，完成了汛限水位 310.32 m 的調度任務。

7月5日，水庫第1次洪水波開始形成，入庫洪水從1 200 m3/s逐漸增加到4 000～5 000 m3/s，此時水庫處于正常運行狀態(tài)。阿穆爾河流域BWD根據主要條例的規(guī)定，確定進入水力發(fā)電機組的流量為1 200 m3/s。

7月19日的第2次洪水波來勢更為兇猛，入庫洪水流量陡然升至5 700 m3/s，庫水位升至正常蓄水位315 m。7月31日結雅河遭遇最大洪峰，當日水電站入庫洪水流量達到11 700 m3/s。

8月1日，入庫洪水升至緊急洪水位 317.5 m，BWD依據IWG建議，將結雅水庫平均總泄洪量調整為3 500 m3/s。

8月7～8日，俄預防緊急情況及消防管委會在阿穆爾州及哈巴羅夫斯克地區(qū)召開了緊急會議。會議研究了減輕結雅河及阿穆爾河洪災損失的方法，并決定將結雅水電站的泄洪量控制在3 500 m3/s，以使庫水位降到允許高度 319.3 m。這種運行方式一直維持到8月17日。

從8月14、15日的情形看，1 d之內將水位降到319.3 m 似乎難以完成。因此，IWG于8月15日在布列亞水電站附近的塔拉干居民點召開了一次擴大會議，會議擬定了關于在8月31日之前調整布列亞和結雅2座水庫運行方式的調度計劃，該計劃得到了管委會的批準。

8月16日第3次洪水波期間，洪水開始進入水庫的有效庫容，水位幾乎達到 319.3 m。根據主要條例要求，BWD下令將水庫的泄洪流量調至4 500 m3/s。當水位達到 319.54 m 時，似乎直逼須開啟所有泄洪閘的威脅水位 320.3 m。因此，8月18日，依照管委會批準的水庫運行調度計劃，BWD將總泄洪流量臨時增加到5 000 m3/s，保證了水位的穩(wěn)定。

由于結雅水庫入庫流量減小，下游河道洪水荷載減輕，8月23日BWD按管委會批準的調度安排修改了結雅水電站的運行模式，按下泄總流量的最大允許值4 500 m3/s開始運行。這樣既有利于阿穆爾地區(qū)恢復重建工作，又可讓水庫恢復調節(jié)能力以迎接秋汛的來臨。

結雅水庫在此次意外洪水事件中成功地控制住了洪峰。否則，結雅河的水位將比現在高出100 cm，且洪水肆虐程度會更嚴重，而下游居民區(qū)也會在短時間內被淹沒。

5.3 布列亞水庫

臨時調度條例第5、6條條款規(guī)定如下。

為安全度汛特制訂下列表孔溢洪道操作規(guī)范：

(1) 7～8月份，水庫水位應為254 m，以防水庫上游切昆達(Chekunda)居民區(qū)發(fā)生洪水。

(2) 水位達到254 m時，應按3、6 m和 8.7 m逐步開啟溢洪道閘門，以確保庫水位穩(wěn)定上升。若水位停止上升，不能馬上關閉閘門，應當在庫水位下降后逐漸關閉。

(3) 所有超越概率等于或大于1%的洪水行洪時，流量不應超過7 000 m3/s，溢洪道開閘泄洪時應調整好閘門3～6 m的開啟時機。另外要注意控制進入水力機組的流量。

(4) 針對超越概率為1%的洪水，最高行洪水位257 m是所有小概率洪水的參考水位，其中包括2013年洪水的評估水位(保證校 0.01%)。

(5) 超越概率小于1%的洪水達到257 m時，泄洪流量不可大于7 000 m3/s。當洪水達到257 m的參考水位時，若庫水位持續(xù)以較大速率(3～5 cm/h)上漲且達到設計洪水位時，則所有溢洪道閘門(8×8.7 m)應完全開啟。

(6) 超越概率大于1%(3%、5%、10%)且設計洪水位低于257 m的洪水，泄洪流量可不超過7 000 m3/s。

5.4 布列亞水電站防洪大事記

5.4.1 洪水來之前的水庫狀況

依據水資源利用暫行規(guī)定，布列亞水庫于4月25日完成了泄水，當日水位降至 235.72 m。此后洪水開始逐漸入庫。

5月31日，入庫洪峰流量達10 080 m3/s。洪水實際上已被完全攔蓄在庫內，下游地區(qū)安全得以保障(水庫泄洪流量僅約709 m3/s)。

6月3日，庫水位達到250 m，水庫開始部分泄水為防洪做準備。

6月3日～7月15日，洪水開始逐漸上漲，洪峰流量高達5 068 m3/s。幸運的是，布列亞水庫在洪峰入庫前已將泄洪流量調整到3 052 m3/s，使庫水位下降了幾乎3 m，達到 247.35 m，下游居民點因此免遭洪水侵襲。

7月16～22日，水庫開始蓄洪。入庫流量達1 300～1 500 m3/s，包括通過水力機組的下泄流量400～600 m3/s，庫水位上漲約1 m，達到 248.26 m。

5.4.2 洪水

7月23日，洪水上漲時水庫入庫流量為 1 910 m3/s，庫水位為 248.45 m。

7月23～30日，入庫洪水流量保持穩(wěn)定，大約是1 910 m3/s，水輪機流量約為500 m3/s。庫水位升至250 m，上漲1.5 m。

8月2～12日，由于結雅水庫部分泄洪量進入布列亞水庫，使布列亞水庫入庫洪水流量上升至3 200 m3/s，水輪機流量升至1 000 m3/s。

8月12日，庫水位達到254 m，水庫依照臨時條例開始泄洪。為減緩下游抗洪形勢，BWD推遲了緊急泄洪方案的實施。

8月13日，入庫的洪水流量再次上升至3 622 m3/s。

第2天，BWD決定開始泄洪。水電站泄洪總量升至2 500 m3/s(水輪機和溢洪道同時啟動)。

8月16日，BWD決定將泄洪流量增加至500 m3/s，使總泄洪流量達到3 000 m3/s。8月18日總泄洪流量升至3 500 m3/s。入庫洪水流量持續(xù)減少，最后降至3 919 m3/s。

8月20日，入庫洪水流量低于泄洪量。庫水位從最高水位 255.59 m開始回落。

2 d后，BWD決定將泄洪流量減少300 m3/s，總泄洪流量降至3 200 m3/s。隨著布列亞水庫入庫洪水流量繼續(xù)穩(wěn)定減小，到8月24日，庫水位回落至255 m以下。

8月25日，BWD決定將泄洪流量再減少500 m3/s，達到2 700 m3/s。隨后8月26日降至2 500 m3/s，8月27日降至2 100 m3/s，而入庫洪水流量降至2 000 m3/s以下。

從布列亞和結雅電站兩座水庫蓄洪能力(分別為5 km3及8 km3)及汛期泄洪能力來看，其運行方式對結雅河、布列亞河及阿穆爾河中游段產生了積極影響，同時也符合水電大壩的防汛要求。

6 洪水期水庫運行的效果

結雅及布列亞兩座水庫所實施的運行模式在特殊汛情中攔蓄了超過2/3的洪水流量，不僅在穩(wěn)定阿穆爾河水位、保護附近布拉戈維申斯克及哈巴羅夫斯克兩座城市安全及改善阿穆爾河流域汛情發(fā)揮了重要作用，而且還為部署救援力量、組織臨時住宅區(qū)及為大多數洪泛區(qū)修筑臨時攔洪堤創(chuàng)造了有利條件。結雅和布列亞兩座水電站在2013年泄洪流量約為阿穆爾河哈巴羅夫斯克河段總流量的5%～10%。

布列亞水庫下泄洪水加大了阿穆爾河的總流量，對河流水位產生了影響。對河口地區(qū)(因諾肯季耶夫卡)水位的影響要遠大于哈巴羅夫斯克，當水庫泄洪量增加至1 500 m3/s(從1 000 m3/s增至2 500 m3/s)時，阿穆爾河布列亞河口段河水位會上升30 cm，而哈巴羅夫斯克段水位僅上升7 cm。

結雅水電站新增500 m3/s泄洪流量會使阿穆爾河布拉戈維申斯克河段水位上升10～15 cm，但對猶太自治州汛情不會產生顯著影響。評估水庫泄洪對下游結雅河、布列亞河及阿穆爾河汛情產生的影響程度時，需綜合考慮水電站下游河道流量及阿穆爾河右岸較大支流(松花江和烏蘇里江)對洪水產生的影響，并結合測量數據進行深入研究。

很顯然，如果結雅河來水流量達到7月30～31日的觀測水平，那么阿穆爾州淹沒區(qū)域將大幅增加，且阿穆爾河水位在8月初就會遠遠超出正常水位。

水庫運行模式經再次證實是及時有效的，因此需要考慮在阿穆爾州新建一些具有調洪能力的水利設施。

7 預警系統

依照聯邦政府法律，俄聯邦水文氣象和環(huán)境監(jiān)察局(Roshydromet)向全國提供水文氣象學及相關領域的法律服務，對環(huán)境及環(huán)境污染實施監(jiān)測并對積極影響氣象及其他地球物理過程的工程予以監(jiān)督。Roshydromet代表俄聯邦政府履行遵守國際協議的義務，包括國際氣象組織協議(WMO)、國際氣候變化框架協議及北極環(huán)保條約議定書。

作為聯邦政府授權的執(zhí)行機構，Roshydromet負責監(jiān)測環(huán)境及污染，及時向全國統一系統管理中心傳遞有關氣象災害信息，包括向民眾、國家行政機關及地方政府組織機構發(fā)布風暴警告。

俄遠東水文氣象和環(huán)境監(jiān)測管理局(AHEM)經特別授權組建了一個統一觀測系統，負責向所有相關組織提供哈巴羅夫斯克、猶太自治州及阿穆爾州的環(huán)境信息。

從2013年7月開始向阿穆爾州發(fā)布風暴警告，并于7月17日開始發(fā)布阿穆爾河支流降雨及洪水警告，針對阿穆爾河極端高水位，尤其是超過19世紀至今最大值的水位， AHEM 從7月29日起提前2～9 d開始預報。

AHEM在向結雅和布列亞水電站業(yè)主—俄羅斯水電公司發(fā)布的全面風暴警告中，6月份的準確率達100%，7月份達90%，8月份達100%。此外，還特別為結雅和布列亞水庫提供水位預報，其月預報準確率為50%～55%，中期準確率為70%～75%，短期準確率達90%～93%。

風暴警告發(fā)布后，教育和科學部(MES)對發(fā)布后果進行評估并向民眾發(fā)出警告。另外，俄聯邦還建立了由當地政府和長官負責的地方預警系統。該系統在抗洪中發(fā)揮了作用，警告提前數天發(fā)出后，民眾及牲畜得到及時疏散和轉移，因此未出現人員傷亡情況。

在河流水位漲至危險水位前9 d及超過歷史水位前5 d，AHEM向哈巴羅夫斯克發(fā)出了洪水警告。依據特殊水文預報和結雅、布列亞水庫水資源利用條例，來確定水電站的運行模式。公眾可通過聯邦水資源署官方網站查閱水庫及水電站實際運行模式，本地報警系統(LWS)在水電站偏離標準運行模式時會發(fā)出警報。該系統包括： 哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)調度室； 阿穆爾州和哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)LWS和自動報警聯動設施。

水電站發(fā)出緊急情況信息后，需立即通知到相關人員。

水電站報警系統在2013年中期的特大洪水中發(fā)揮了重要作用，避免了人員傷亡及財產損失。

8 結 語

鑒于2013年洪水的極端性，只有獲得阿穆爾河及其主要支流的水流模擬研究成果，并結合松花江及烏蘇里江的水文數據，才能精確地量化評估結雅和布列亞水電站泄水對洪泛區(qū)河勢產生的影響。

鑒于布列亞水庫和結雅水庫在洪水期間蓄洪量遠大于泄洪量，因此可以明確斷定，水庫適當的調度方式在穩(wěn)定結雅河、布列亞河以及中阿穆爾河水情和減輕洪災影響方面發(fā)揮了積極的作用。

相關專家認為，目前阿穆爾河流域定期泛濫，是由于多數河流缺乏調節(jié)水庫所致。因此，應當新建一些具有調節(jié)功能的水電站。

由于阿穆爾河屬跨境河流，水利工程建設會面臨短期內難以解決的復雜問題。因此，俄政府計劃在洪泛區(qū)居民點修建防洪建筑物。但在防洪建筑物設計及施工前，有必要制定和批準特別指南并列明結構要求及相關水文數據。

2013年洪水突顯了一個眾所周知的問題，而洪水強度、洪峰及洪水流速等水文預報準確度較低。因此，需增加該地區(qū)測站數量并提高洪水預測質量。有關數據顯示，1986年以來，阿穆爾河流域氣象站數量已減少了40%。因此應增加測站數量并對原有測站進行升級。目前烏蘇里江已開發(fā)了一個試點項目，共有44個測站配備了自動檢測儀，可每15 min接收到氣象數據。毫無疑問，這些水位氣象信息對相關決策人員非常有用，并有利于對極端情況作出迅速、準確的預測。