趙源媛
(遼寧省水文水資源勘測局沈陽分局,遼寧 沈陽 110015)
渾河,發(fā)源于撫順市清原縣長白山支脈滾馬嶺,流經(jīng)撫順市、沈陽市、遼陽市、鞍山市等11個市、縣,至三岔河與太子河匯流后,經(jīng)營口市入渤海。渾河干流河長415.4 km,流域面積 11481 km2;流域內(nèi)山丘區(qū)占 67%,平原占33%。渾河干流建有控制性工程大伙房水庫,水庫位于渾河上游撫順縣章黨附近,距沈陽市約60 km。
沈陽水文站是國家基本水文站,是遼河流域渾河干流最重要的控制站,位于沈陽市和平區(qū)南京南街,集水面積7919 km2。1958年大伙房水庫建成攔洪,水庫集水面積5437 km2,控制了沈陽站集水面積的68.5%。大伙房水庫對渾河干流洪水的調(diào)蓄作用十分明顯,“削峰錯峰”顯著。沈陽站洪水過程由大伙房水庫放水、大伙房~沈陽區(qū)間來水兩部分疊加組成。
根據(jù)《水情預(yù)警發(fā)布管理辦法(試行)》規(guī)定(國汛[2013]1號)(以下簡稱預(yù)警辦法),水情預(yù)警按照洪水量級及其發(fā)展態(tài)勢,由低至高分為4個等級,依次用藍色、黃色、橙色、紅色表示,即洪水藍色預(yù)警(小洪水)、洪水黃色預(yù)警(中洪水)、洪水橙色預(yù)警(大洪水)、洪水紅色預(yù)警(特大洪水)(小中大特大洪水的頻率標準參照水情情報預(yù)報規(guī)范)。渾河沈陽水文站警戒水位(流量)、保證水位(流量)以及洪水重現(xiàn)期,確定了該站預(yù)警標準。
根據(jù)遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究設(shè)計院《遼河流域(遼寧?。┲匾刂普咎卣魉谎芯繄蟾妗烦晒?,渾河沈陽站警戒水位37.993 m,在水位—流量曲線上查得相應(yīng)流量為1800 m3/s;左岸保證水位41.483 m,保證流量4939 m3/s,右岸保證水位42.603 m,保證流量6294 m3/s。
以沈陽站實測流量系列為依據(jù)進行洪水頻率分析。沈陽站現(xiàn)有實測資料系列為1935—1945,1947—2013年??紤]到大伙房水庫對洪水的調(diào)節(jié)影響,本次采用大伙房水庫建成運行后的資料系列1959—2013年進行洪水頻率分析。采用年最大值法選樣,采用求矩適線法、繪線讀點適線法、離差平方和最小優(yōu)化適線法進行洪水頻率分析,以皮爾遜Ⅲ型曲線配線。結(jié)合遼寧省洪水特性,Cs/Cv值取2.5,分析結(jié)果,見表1。其中,求矩適線法采用矩法粗估參數(shù),固定Cs/Cv及均值,優(yōu)化Cv;繪線讀點適線法粗估參數(shù)后,固定Cs/Cv及均值,優(yōu)化Cv;離差平方和最小優(yōu)化適線法固定Cs/Cv=2.5,在一定范圍內(nèi)優(yōu)化Cv及均值。
表1 沈陽站洪峰頻率分析成果
1)藍色預(yù)警標準
依據(jù)預(yù)警辦法,洪水藍色預(yù)警標準閾值應(yīng)接近警戒水位(流量)。由遼寧省水利水電設(shè)計研究院(以下簡稱省設(shè)計院)《遼河流域(遼寧?。┲匾刂普咎卣魉谎芯繄蟾妗烦晒吧蜿栒舅弧髁筷P(guān)系曲線可知,沈陽站警戒流量為1800 m3/s。此次取1000 m3/s為沈陽站洪水藍色預(yù)警標準,其流量重現(xiàn)期約為5年一遇。
此外,據(jù)沈陽站近年觀測資料可知,測站附近渾河碼頭上水流量為1500 m3/s左右。據(jù)此分析,沈陽站洪水藍色預(yù)警標準采用1000 m3/s。
2)黃色預(yù)警標準
依據(jù)預(yù)警辦法,采用沈陽站警戒流量作為洪水黃色預(yù)警標準閾值。由省設(shè)計院特征水位成果及沈陽站水位-流量關(guān)系可知,沈陽站警戒流量為2000 m3/s。
3)橙色預(yù)警標準
預(yù)警辦法推薦采用保證水位(流量)作為洪水橙色預(yù)警標準閾值。由省設(shè)計院成果可知,沈陽站左岸保證流量為4939 m3/s,右岸保證流量為6294 m3/s。考慮到沈陽站以下渾河干流暫無預(yù)警站點,沈陽站大水預(yù)警尚需適當考慮下游防汛工作需求。依據(jù)遼寧省水利廳《防洪調(diào)度新方法及應(yīng)用》成果,渾河下游干流黃蠟坨水文站保證流量4000 m3/s,邢家窩棚水文站保證流量4000 m3/s。在大水時按不利條件,取洪峰沿程衰減系數(shù)為1,故以4000 m3/s為沈陽站洪水橙色預(yù)警標準。
4)紅色預(yù)警標準
依據(jù)預(yù)警辦法,可選歷史最大洪水洪峰流量或重現(xiàn)期為50年一遇的洪峰流量作為紅色預(yù)警標準??紤]到沈陽市區(qū)河段防洪標準較高,預(yù)警標準可在50年一遇洪峰流量(3300 m3/s)的基礎(chǔ)上略有提高。此次以沈陽站左岸保證流量4939 m3/s(保留3位有效數(shù)字,取4940 m3/s)為洪水紅色預(yù)警標準。該流量接近大伙房水庫建成以來(1959—2013) 沈陽站最大流量 5010 m3/s(1995年)。見表2。
表2 沈陽水文站洪水預(yù)警指標方案
為保證水情預(yù)警標準的科學(xué)、合理,依據(jù)1959—2013年沈陽站實測洪水過程,對不同等級的水情預(yù)警指標閾值進行合理性分析。按照年最大值選樣,統(tǒng)計1959—2013年間擬發(fā)布不同等級洪水預(yù)警的次數(shù),并對重現(xiàn)期進行評估,結(jié)果見表3。表3表明,1959—2013年共55年間,藍色、黃色、橙色、紅色預(yù)警超警次數(shù)分別為12次、10次、1次、1次,重現(xiàn)期分別為 5年 1遇、6~7年 1遇、33~34年1遇、62~63年1遇,接近預(yù)警辦法提供的參考值,并且符合渾河沈陽水文站河段歷史洪水發(fā)生規(guī)律,本文確定的預(yù)警指標較為合理。
1)水情預(yù)警意義重大,責任艱巨。
水情預(yù)警標準是防汛抗旱的基本依據(jù),合理的水情預(yù)警對于提高防汛抗旱的減災(zāi)效益極為重要。合理確定其取值,對于及時發(fā)布預(yù)警信息,特別是沈陽水文站附近有旅游、橡膠壩、城市景觀帶等重要設(shè)施,又是山區(qū)到平原重要控制站,都能發(fā)揮重大的經(jīng)濟效益和社會效益。
表3 預(yù)警指標合理性分析
2)對于其它站具有借鑒意義。
此研究以預(yù)警辦法的方法為基礎(chǔ),綜合考慮渾河沈陽水文站警戒水位(流量)、保證水位(流量)以及洪水重現(xiàn)期,文中確定水文站洪水預(yù)警指標的方法可為其他流域與斷面提供參考,具有較強的推廣應(yīng)用價值。
依據(jù)沈陽站歷史實測洪水過程,不同等級的水情預(yù)警指標閾值接近預(yù)警辦法提供的參考值,并且符合渾河沈陽水文站河段歷史洪水發(fā)生規(guī)律,本文確定的預(yù)警指標較為合理。
[1]中華人民共和國水利部水文局,水情預(yù)警發(fā)布管理辦法(試行),2013年.