李月寧,劉美玲,付 鵬,刁晴茹
(松遼水利委員會(huì)水文局(信息中心),吉林長(zhǎng)春130021)
松遼流域面積大,河流眾多,下墊面條件復(fù)雜,是洪水災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)之一。尤其是近年來受氣候變暖影響,流域性暴雨洪水時(shí)有發(fā)生,給人民生命和財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。因此,針對(duì)松遼流域洪水規(guī)律和特點(diǎn),制定特大洪水水文應(yīng)急測(cè)報(bào)方案,提高水文應(yīng)急測(cè)報(bào)能力,是十分必要和重要的。
松遼流域泛指我國(guó)東北地區(qū)的松花江、遼河、沿黃渤海諸河及跨界河流(中國(guó)側(cè))流域,總面積為123.51萬km2。西、北、東三面環(huán)山,南瀕渤海和黃海,中、南部形成寬闊的松嫩平原和遼河平原,東北部為三江平原,東部為長(zhǎng)白山系,西南部為七老圖山和努魯兒虎山,大、小興安嶺屏峙于流域的西北部和東北部,中部為松花江和遼河分水嶺的低丘岡地。主要河流有額爾古納河、黑龍江、松花江、遼河、渾河、太子河、烏蘇里江、綏芬河、圖們江、鴨綠江以及獨(dú)流入海河流等。松遼流域?yàn)闇貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū),冬季嚴(yán)寒,夏季溫?zé)幔昶骄鶜鉁貫?4~10℃。多年平均降水量分布在300~1000mm之間,由東向西遞減。
1791—1911年的121年間,松遼流域共發(fā)生水災(zāi)78次,其中特大洪水4次,局部大洪水24次,一般洪水50次。1912—1948年的37年間,共發(fā)生水災(zāi)27次,其中特大洪水6次,局部大洪水8次,一般洪水13次,水災(zāi)頻繁且連續(xù)性強(qiáng)。1949—1998年的50年間,共發(fā)生水災(zāi)30次,其中特大洪水9次,局部大洪水7次,一般洪水14次。
1998年是東北地區(qū)自建國(guó)以來發(fā)生洪澇災(zāi)害最為嚴(yán)重的一年,特別是嫩江流域發(fā)生了較大的洪澇災(zāi)害,給東北地區(qū)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)480多億元,占東北地區(qū)直接經(jīng)濟(jì)總損失的86.61%。
2013年汛期(6—8月),松花江流域和黑龍江干流共有44條河流發(fā)生超警戒以上洪水,16條河流發(fā)生超歷史洪水。黑龍江干流同江至撫遠(yuǎn)江段發(fā)生超100年特大洪水,嫩江上游發(fā)生超50年特大洪水,第二松花江上游發(fā)生超20年一遇大洪水,洪澇災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)7800萬元。
2016年烏蘇里江中上游流域出現(xiàn)連續(xù)降雨,致使烏蘇里江上游發(fā)生歷史第1位洪水,中游發(fā)生有資料記載以來的第2位洪水。洪水呈峰高量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),虎頭水文站洪峰水位為54.88m,超過警戒水位1.88m,重現(xiàn)期超過30年,水位為1951年有記錄以來第一位。洪水致使黑龍江省虎林市、雙鴨山市0.29萬hm2農(nóng)田受淹。
1)黑龍江流域
黑龍江流域降水可分為氣旋、對(duì)流、地形和臺(tái)風(fēng)等4種類型,其中以氣旋降水為主,氣旋降水占全年降水的90%以上。暴雨引起的洪澇災(zāi)害是黑龍江流域最大的自然災(zāi)害。黑龍江一次暴雨歷時(shí)一般為3d,而主要雨量集中在24h內(nèi)。造成黑龍江全流域性的洪水,往往不是同一次暴雨形成,而是由幾次連續(xù)降雨或暴雨在不同支流上產(chǎn)生洪水,經(jīng)遭遇組合成干流大洪水。黑龍江洪水具有變化顯著的特點(diǎn),由于流域內(nèi)地形、植被及冰凍層等良好產(chǎn)流條件,夏季雨量充沛而集中,所以容易形成集中而劇烈的洪水。
2)松花江流域
松花江流域發(fā)生洪水的時(shí)間大多在7—9月。嫩江、松花江干流和各大支流一般在暴雨后5~7 d出現(xiàn)洪峰,豐滿水庫(kù)入庫(kù)流量一般在大暴雨之后2d左右達(dá)最大值。嫩江干流和松花江干流,洪水過程由多條支流來水匯集而成,洪水在河道內(nèi)傳播時(shí)間長(zhǎng),且河槽調(diào)蓄作用大,一次洪水歷時(shí)很長(zhǎng)。松花江干流哈爾濱站多為單峰型洪水;松花江干流下游佳木斯站,由于受牡丹江和湯旺河洪水影響,當(dāng)上述兩支流發(fā)生洪水時(shí),則佳木斯站出現(xiàn)雙峰型洪水,前峰為支流來水,后峰為松花江干流上游來水。由于流域集水面積大、氣象氣候條件多種多樣,各地區(qū)地形也有很大差異,所以整個(gè)流域由一次暴雨形成的大洪水年份很少,大部分是局地性的洪水匯合而成。
3)遼河流域
遼河流域洪水主要受暴雨、下墊面、水系組成及河道形態(tài)等因素制約。暴雨主要發(fā)生在7,8月,一次暴雨歷時(shí)一般不足3d,主要雨量又多集中在24h以內(nèi)。與此相應(yīng),遼河流域的洪水大多出現(xiàn)在7,8月,尤以7月下旬至8月上旬為最。由于降雨歷時(shí)短、雨量集中,各主要支流又多流經(jīng)山丘地區(qū),匯流速度快,因此洪水多陡漲陡落,一次洪水過程不超過7d。暴雨有時(shí)連續(xù)出現(xiàn),使一些年份的洪水呈現(xiàn)雙峰,雙峰洪水歷時(shí)一般在13d左右,兩峰間隔3~4d。遼河流域暴雨洪水均為部分流域所形成,全流域干支流同時(shí)發(fā)生大洪水可能性很小。
針對(duì)洪水特點(diǎn),流域水文機(jī)構(gòu)成立水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)流域特大洪水的水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作。應(yīng)急測(cè)驗(yàn)隊(duì)為非常設(shè)機(jī)構(gòu),由水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)領(lǐng)導(dǎo)小組領(lǐng)導(dǎo)。應(yīng)急測(cè)驗(yàn)隊(duì)下設(shè)4個(gè)行動(dòng)小組:通信組負(fù)責(zé)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及測(cè)驗(yàn)信息傳輸;水情組負(fù)責(zé)應(yīng)急水文預(yù)警預(yù)測(cè)及計(jì)算分析工作;測(cè)驗(yàn)組負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急水文測(cè)驗(yàn)工作;后勤組負(fù)責(zé)后勤保障及設(shè)備維護(hù)工作。當(dāng)發(fā)生特大洪水應(yīng)急事件時(shí),應(yīng)急測(cè)驗(yàn)隊(duì)根據(jù)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)領(lǐng)導(dǎo)小組指令,組織相應(yīng)人員開展現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急測(cè)驗(yàn)工作。
3.2.1 預(yù)警信息采集
預(yù)警信息包括水文氣象信息和洪水預(yù)報(bào)信息。水文氣象信息主要有降水量、水位、流量、含沙量等水文要素信息和氣象信息及其變化趨勢(shì);洪峰水位、流量、相應(yīng)時(shí)間等水文特征信息;發(fā)生潰壩、決口、行蓄洪區(qū)運(yùn)用、分洪河道分洪、大型水庫(kù)泄洪等特殊水情信息。洪水預(yù)報(bào)信息主要有大江大河干、支流水文站水位流量過程預(yù)報(bào),洪峰水位、洪峰流量預(yù)報(bào),水庫(kù)入庫(kù)洪水預(yù)報(bào)和庫(kù)水位過程預(yù)報(bào)。
3.2.2 預(yù)警預(yù)防行動(dòng)
1)做好汛前準(zhǔn)備工作。加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),明確崗位職責(zé),細(xì)化人員分工;從實(shí)際出發(fā),研究和解決水文測(cè)報(bào)工作存在的短板和問題,切實(shí)做好水毀水文測(cè)報(bào)設(shè)施設(shè)備的修復(fù)和測(cè)報(bào)設(shè)施設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù);認(rèn)真開展水準(zhǔn)點(diǎn)及水尺零點(diǎn)高程校測(cè)、大斷面測(cè)量、雨量計(jì)注水實(shí)驗(yàn)等準(zhǔn)備工作;對(duì)水文專用儀器、水文測(cè)船、自備應(yīng)急供電電源等相關(guān)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)檢查、維護(hù)保養(yǎng),確保運(yùn)行良好,在高洪狀態(tài)下“測(cè)得到、測(cè)得準(zhǔn)”;對(duì)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)接收處理設(shè)備、通信信道、各類數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行全方位地檢查與測(cè)試,保持報(bào)汛通信網(wǎng)絡(luò)暢通,確保防汛數(shù)據(jù)“報(bào)得出、收得到”;優(yōu)化資源配置,做好備品備件的儲(chǔ)備。
2)制定測(cè)洪、報(bào)汛方案。重要水文站測(cè)洪及報(bào)汛方案是防洪預(yù)案的重要組成部分,重要水文站的洪水信息是防汛決策的重要依據(jù)。各測(cè)站要總結(jié)近年來大洪水的測(cè)報(bào)經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步規(guī)范洪水測(cè)報(bào)工作,特別是特大洪水的測(cè)報(bào)要有相應(yīng)對(duì)策和應(yīng)急措施,更好地為防汛決策指揮當(dāng)好耳目與參謀。按照水利部《全國(guó)重要水文站測(cè)洪及報(bào)汛方案》的相關(guān)要求,結(jié)合水文監(jiān)測(cè)技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài),制定或修訂重要水文站測(cè)洪及報(bào)汛方案。
3.2.3 水文測(cè)報(bào)實(shí)施
各測(cè)站應(yīng)加強(qiáng)對(duì)災(zāi)害性水情的監(jiān)測(cè),選定切合實(shí)際的測(cè)驗(yàn)方法及相應(yīng)的儀器設(shè)備,制定各級(jí)洪水的水文測(cè)驗(yàn)預(yù)案,大江大河干流控制站能測(cè)到50年一遇的洪水,支流主要水文站能測(cè)到有歷史記錄以來的最大洪水,為流域內(nèi)各級(jí)水行政主管部門提供全面、快速、準(zhǔn)確、及時(shí)的實(shí)時(shí)信息。
當(dāng)江河即將出現(xiàn)洪水時(shí),流域水文機(jī)構(gòu)應(yīng)做好洪水預(yù)報(bào)工作,及時(shí)向相關(guān)水行政主管部門報(bào)告雨情、水位、流量的實(shí)測(cè)情況和洪水走勢(shì)。測(cè)站所屬水文機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)測(cè)站測(cè)報(bào)設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)與管理,當(dāng)遇到重大水雨情、特殊水情和突發(fā)性事件等,及時(shí)向流域水文機(jī)構(gòu)報(bào)告。遇特殊水情時(shí),水文應(yīng)急機(jī)動(dòng)測(cè)驗(yàn)隊(duì)迅速及時(shí)地收集分洪潰口或扒口相關(guān)水位、流量等實(shí)時(shí)信息。
當(dāng)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)發(fā)生或預(yù)測(cè)發(fā)生符合下列條件之一的事件時(shí),依據(jù)事前編制的應(yīng)急響應(yīng)工作規(guī)程,啟動(dòng)相應(yīng)級(jí)別的應(yīng)急響應(yīng)。
1)當(dāng)預(yù)測(cè)大江大河干流可能發(fā)生超過河道保證水位的大洪水或特大洪水;
2)大江大河干流重要河段堤防發(fā)生決口;3)重點(diǎn)大型水庫(kù)發(fā)生垮壩;
4)其他需要啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)的情況。
3.4.1 特大洪水監(jiān)測(cè)
1)各水文測(cè)站按照最新的《水文站測(cè)洪及報(bào)汛方案》和應(yīng)急測(cè)報(bào)預(yù)案實(shí)施監(jiān)測(cè)。
2)汛前做好測(cè)報(bào)大洪水的物資準(zhǔn)備,確保在發(fā)生流域特大洪水時(shí)能測(cè)得到、測(cè)得準(zhǔn)、報(bào)得出。當(dāng)發(fā)生的洪水超出現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備的測(cè)洪能力時(shí),應(yīng)采用一切可能措施,在保證測(cè)驗(yàn)安全的前提下,盡量收集水文信息。
3)充分利用先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)。按照《水利部印發(fā)關(guān)于深化水文監(jiān)測(cè)改革指導(dǎo)意見的通知》《水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)水文現(xiàn)代化建設(shè)技術(shù)裝備有關(guān)要求的通知》和《水利部水文司關(guān)于印發(fā)基于側(cè)掃雷達(dá)在線流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等6項(xiàng)新技術(shù)成果應(yīng)用指南的通知》等要求,優(yōu)先使用非接觸式、自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備,用于特大洪水的水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作,不斷創(chuàng)新水文測(cè)驗(yàn)方式,加大新技術(shù)應(yīng)用力度。
4)要加強(qiáng)特大洪水水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)的實(shí)施組織工作。根據(jù)本測(cè)區(qū)水文特性,不斷完善測(cè)洪及報(bào)汛方案,提高方案的針對(duì)性、實(shí)用性和可操作性,并于每年汛前針對(duì)性地開展水文測(cè)報(bào)能力培訓(xùn)和應(yīng)急演練。建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制,合理進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測(cè)人員和儀器設(shè)備的調(diào)配,充實(shí)應(yīng)急監(jiān)測(cè)隊(duì)伍和技術(shù)裝備。加強(qiáng)測(cè)驗(yàn)成果分析,認(rèn)真總結(jié)監(jiān)測(cè)工作的經(jīng)驗(yàn)和不足,不斷提高特大洪水水文應(yīng)急測(cè)報(bào)能力。
5)各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)測(cè)驗(yàn)人員要熟練掌握非常情況下的測(cè)驗(yàn)方法,完成本站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水范圍內(nèi)的水文測(cè)報(bào)任務(wù),根據(jù)洪水變化、突發(fā)事件實(shí)際情況、響應(yīng)程度及其他要求,實(shí)時(shí)調(diào)整應(yīng)急監(jiān)測(cè)對(duì)象、要素、方法、手段與頻次。發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí),應(yīng)在保證人員、裝備安全的前提下,盡量完成應(yīng)急測(cè)報(bào)預(yù)案設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)工作,并盡量提高監(jiān)測(cè)時(shí)效和監(jiān)測(cè)成果精度。
3.4.2 潰口(分洪)應(yīng)急監(jiān)測(cè)
當(dāng)河流發(fā)生特大洪水,部分河段發(fā)生潰口,或按照計(jì)劃實(shí)施分洪時(shí),應(yīng)按照《水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》等技術(shù)規(guī)定的要求及時(shí)開展?jié)⒖冢ǚ趾椋┧膽?yīng)急監(jiān)測(cè),具體要求如下:
1)監(jiān)測(cè)范圍應(yīng)包括潰口(分洪)堤段、淹沒區(qū)、主河段一定區(qū)間以及區(qū)間內(nèi)支流。
2)監(jiān)測(cè)應(yīng)收集潰口(分洪)區(qū)域數(shù)字化地形圖、防洪堤沿線平面圖和斷面圖及分洪方案、潰口(分洪)區(qū)水位庫(kù)容曲線等基礎(chǔ)資料,并制定應(yīng)急監(jiān)測(cè)方案。
3)測(cè)驗(yàn)河段應(yīng)選擇在潰口(分洪)附近,監(jiān)測(cè)設(shè)施應(yīng)布設(shè)在河岸或堤防穩(wěn)固處,確保作業(yè)安全。測(cè)驗(yàn)斷面應(yīng)根據(jù)測(cè)驗(yàn)方法布設(shè),可在口門處布設(shè)上下浮標(biāo)斷面,潰口(分洪)處主河道上下游布設(shè)測(cè)流斷面。測(cè)驗(yàn)河段內(nèi)有支流加入或其他分流還應(yīng)布設(shè)相應(yīng)的測(cè)驗(yàn)斷面。
4)監(jiān)測(cè)精度和頻次應(yīng)滿足分洪方案、潰口淹沒預(yù)警預(yù)報(bào)及堵口的需要;水位、水深觀測(cè)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定要求;流量測(cè)次應(yīng)能滿足現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)決策的需要及控制潰口(分洪)流量過程。
水文測(cè)報(bào)信息實(shí)行分級(jí)上報(bào),歸口處理,同級(jí)共享。松遼流域防汛水文應(yīng)急測(cè)報(bào)信息報(bào)送流程:
1)水雨情信息。水文站→測(cè)站所屬水文機(jī)構(gòu)→流域水文機(jī)構(gòu)→水利部。
2)洪水預(yù)報(bào)信息。測(cè)站所屬水文機(jī)構(gòu)→流域水文機(jī)構(gòu)→水利部。
3)潰口(分洪)監(jiān)測(cè)信息。測(cè)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)采用GSM/GPRS通信網(wǎng)絡(luò)及衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)報(bào)送流域水文機(jī)構(gòu)。
水文應(yīng)急測(cè)報(bào)信息的報(bào)送和處理,應(yīng)快速、準(zhǔn)確、詳實(shí),重要信息要立即上報(bào),因客觀原因當(dāng)時(shí)難以準(zhǔn)確掌握的信息,應(yīng)及時(shí)報(bào)告基本情況,同時(shí)抓緊了解情況,隨時(shí)補(bǔ)報(bào)詳情。
特大洪水的發(fā)生、發(fā)展具有時(shí)間上的突發(fā)性、地域上的隨機(jī)性和危害程度的不可預(yù)見性,這些不確定因素決定了水文應(yīng)急測(cè)驗(yàn)工作的隨機(jī)性與復(fù)雜性。因此,流域內(nèi)各級(jí)水文部門應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)到水文應(yīng)急測(cè)報(bào)工作的重要性,充分研究流域歷史特大洪水的特點(diǎn)和規(guī)律,有針對(duì)性地制定水文測(cè)報(bào)方案。要加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),明確指揮體系與職責(zé),建立快速有效、措施得力的應(yīng)急響應(yīng)和應(yīng)急測(cè)報(bào)等工作機(jī)制,同時(shí)做好通信、資金、交通、安全等方面的保障工作。做到有備無患,保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。