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        相應(yīng)水位法在水文預(yù)報中的應(yīng)用

        2012-10-24 02:03:14劉漢臣
        黑龍江水利科技 2012年1期
        關(guān)鍵詞:長汀洪峰支流

        劉漢臣

        ( 牡丹江水文局,黑龍江 牡丹江157000)

        1 流域概況

        牡丹江為松花江第二大支流,發(fā)源于長白山牡丹嶺,河流大致呈南北走向,全長725 km,平均坡降1.4‰,總落差為1 007 m,流域面積為37 600 km2,地跨黑、吉兩省,在依蘭縣注入松花江。本流域以南為圖們江、第二松花江流域; 東部為穆棱河流域,西部以張廣才嶺為界,有拉林河、螞蟻河流域,北臨松花江干流。

        牡丹江流域內(nèi)山地占89%,主要支流有沙河、珠爾多河、海浪河、五虎林河、三道河、烏斯渾河。兩岸支流分布較為均勻,支流多數(shù)短而湍急,最大的支流為海浪河,相當(dāng)于總面積的1/7,流域面積為5 251.4 km2,河流全長212.8 km,落差530 m。

        植被情況:鏡泊湖以上和海浪河上游多為原始森林,一般多為幼樹林,靠河兩岸多為耕地,土壤大部分為砂壤土。

        在該河流上的牡丹江水文站位于黑龍江省牡丹江市興隆鎮(zhèn),集水面積為22 194 km2,上游的石頭水文站集水面積為13 771 km2,距牡丹江站約85 km。其左支流海浪河上的長汀子水文站集水面積為2 424 km2,長汀子站距牡丹江站約為90 km。

        2 水文氣象特征

        本流域氣候受太平洋季風(fēng)和西伯利亞高氣壓所控制,夏季炎熱多雨,冬季嚴(yán)寒干燥。汛期洪水大多數(shù)受南來臺風(fēng)和低氣壓合并的影響,造成集中的大暴雨,從而形成較大洪水。

        本站屬東亞季風(fēng)區(qū),即中溫帶大陸性季風(fēng)氣候,春秋短促,冬夏分明。日照充足,氣候變換多端的特點,春秋多風(fēng),氣候濕潤,年平均氣溫為3.6℃,1月份平均氣溫-14.8℃,7月平均氣溫22.2℃。由于受季風(fēng)影響,本站以偏西風(fēng)為主,年平均風(fēng)速2.5 m/s。

        多年平均降水量535.2 mm,降水的年際變化較大,歷年最大降水量為737.3 mm,歷年最小降水量僅384.8 mm。降水主要集中在汛期6—9月,多年平均6—9月降水量為372.8 mm,約占年降水量的69%。

        本站的洪水來源有牡丹江干流和左岸的海浪河。其洪水特點為典型的雨洪徑流,年最大洪峰集中出現(xiàn)在7—9月,8、9月份出現(xiàn)年最大洪峰的概率為75%。洪水過程大多為單式洪峰,漲、落急劇,屬于山區(qū)性洪水特點,漲、落水歷時都比較短,一般1 ~2 d,洪峰停留時間一般在2 h左右,峰型較瘦。

        本站測驗河段處于牡-寧段鐵路橋與公路橋之間,順直部分長達1 500 m左右,測驗斷面下游800 m處有海浪公路大橋,上游1 700 m處有牡~寧鐵路大橋。左岸為牡丹江防洪大堤,右岸為牡~寧公路?;舅邤嗝嫔嫌? 100 m處海浪河從左岸匯入,海浪河系牡丹江第一支流,也是牡丹江中下游洪水來源的主要地區(qū),牡丹江干流在與海浪河匯合口處,水流流向由南向北變成自西向東,流經(jīng)市區(qū),在熱電廠處轉(zhuǎn)折向北流去。河床為細(xì)沙和卵石組成,主槽為沙礫石組成,灘地為沙壤土。河床呈周期性沖淤變化,左岸穩(wěn)定,右岸有部分坍塌情況。

        3 水利工程

        牡丹江水文站上游牡丹江干流上有兩座水庫,一為鏡泊湖,二為石巖水電站。

        鏡泊湖是中國最大、世界第二大高山堰塞湖,著名旅游、避暑和療養(yǎng)勝地,國家級重點風(fēng)景名勝區(qū),國際生態(tài)旅游度假避暑勝地,世界地質(zhì)公園。

        鏡泊湖水電站位于牡丹江上游,在黑龍江省寧安市境內(nèi),壩址以上流域面積11 820 km2,河長285 km。水庫正常蓄水位353.50 m,相應(yīng)庫容16.25 億m3,死水位341.00 m,相應(yīng)庫容為6.81 億m3,大壩由堆石壩段和混凝土重力壩段組成,壩頂高程最低為353.50 m,最高為355.00 m,最大壩高6 m,大壩總長2 634 m,溢流壩段長2 448 m。水電站裝機容量96 MW。

        石巖水電站位于寧安市石巖鎮(zhèn)內(nèi)牡丹江上,為河床式小水電站。壩址控制流域面積1.4 萬km2。攔江壩為漿砌石溢流壩,長123 m,高10.6 m; 壩上交通橋?qū)?.64 m、長162 m。裝機12 臺,總?cè)萘? 000 kW,設(shè)計多年平均發(fā)電量3 858 萬kW·h。

        4 相應(yīng)水位法

        常用的相應(yīng)水位預(yù)報方法按其特性可分為相應(yīng)水位( 流量) 法和合成流量法兩大類。本文主要介紹采用相應(yīng)水位法預(yù)報牡丹江水文站的洪峰水位。

        4.1 應(yīng)用資料情況

        從1952—2000年的實測水文資料中,選取長汀子水文站55 次洪峰水位和相應(yīng)的牡丹江水文站的同時水位、洪峰水位,進行統(tǒng)計分析,統(tǒng)計分析結(jié)果見表1。

        表1 長汀子站與牡丹江站洪峰水位相關(guān)因素統(tǒng)計表

        4.2 相應(yīng)水位法預(yù)報洪峰水位

        牡丹江水文站洪水量主要來源于干流,其次來源于支流海浪河,因干流集水面積較大,流路很長,比降較緩,同時因上游鏡泊湖及石巖電站調(diào)蓄水量影響,故洪水漲落較緩,洪峰流量同洪水總量相比相對較小,海浪河則相反,集水面積較小,流路較短,比降較陡,河道無大型水工建筑物,調(diào)節(jié)作用較小,故洪水陡漲陡落,對牡丹江水文站形成洪峰影響相對較大。

        從牡丹江水文站的洪水組成看,干流洪水起底水作用,海浪河的洪峰與牡丹江水文站的洪峰相對應(yīng),因此制作了長汀子水文站與牡丹江水文站洪峰水位相關(guān)圖( 見圖1) ,以牡丹江站同時水位為參數(shù),用長汀子水文站的洪峰水位來預(yù)報牡丹江水文站洪峰水位。

        圖1 長汀子站與牡丹江站洪峰水位相關(guān)圖

        4.3 預(yù)報結(jié)果評定

        根據(jù)GB/T 22482-2008《水文情報預(yù)報規(guī)范》6.5.5 中的規(guī)定,進行預(yù)報精度評定。牡丹江水文站上、下游相應(yīng)水位相關(guān)統(tǒng)計表中共55個點據(jù),合格39個,方案合格率是70.9%,屬于85.0 >QR≥70.0 范圍內(nèi),預(yù)報精度等級為乙級。

        4.4 突出點子分析

        突出點子誤差分析見表2。

        表2 突出點子誤差分析

        5 結(jié) 語

        本文采用建立長汀子水文站與牡丹江水文站洪峰水位相關(guān)圖,來預(yù)報牡丹江水文站洪峰水位的相應(yīng)水位法進行洪水作業(yè)預(yù)報。由于此方法中所采用的牡丹江水文站大洪水的點據(jù)比較少,在應(yīng)用時要引起注意,要對暴雨特性做全面的分析,相互比較進行作業(yè)預(yù)報。對于較小洪水,點據(jù)較多。高水有的點據(jù)雖然合格,但誤差較大,主要是長汀子站出現(xiàn)洪峰水位時,相應(yīng)的牡丹江站的同時水位是屬于連續(xù)峰時,同時水位比單峰的同時水位偏高,預(yù)報值偏大,應(yīng)用時要進行適當(dāng)改正,要特別引起重視。

        [1]詹道江,葉守澤. 工程水文學(xué)[M]. 北京: 中國水利水電出版社,1987.

        [2]馮本領(lǐng),徐敏亮. 牡丹江水文局實用洪水預(yù)報方案[R]. 牡丹江:牡丹江水文局,2009.

        [3]方思和. 淺談相應(yīng)水位法在洪水預(yù)報中的應(yīng)用[J]. 廣西水利水電,2009(1) :40-42.

        [4]水利部水利信息中心. SL250-2000 水文情報預(yù)報規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社,2000.

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