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        白沙灘水文站防汛特征水位復(fù)核調(diào)整分析

        2021-12-24 13:18:16吳高莊榮佳偉
        東北水利水電 2021年12期
        關(guān)鍵詞:嫩江水文站河段

        吳高莊,榮佳偉

        (松遼水利委員會(huì)水文局黑龍江中游水文水資源中心,黑龍江佳木斯154000)

        近些年隨著國民經(jīng)濟(jì)和水利事業(yè)的發(fā)展,國家對(duì)省界河流堤防防護(hù)工程的投入逐步加強(qiáng),尤其在1998年大洪水過后,省界河流干流沿岸堤防工程建設(shè)得到很大改善,堤防工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)普遍提高。為充分掌握白沙灘水文站防洪預(yù)警區(qū)域的防洪工程建設(shè)情況,使其防汛特征水位與防洪工程現(xiàn)狀相匹配,依據(jù)洪水特性、堤防現(xiàn)狀、防洪保護(hù)目標(biāo)及防汛搶險(xiǎn)預(yù)案等防汛相關(guān)情況,對(duì)松花江干流白沙灘水文站的防汛特征水位(警戒水位和保證水位)予以復(fù)核修訂。

        1 情況概述

        1.1 測(cè)站情況

        白沙灘水位站始建于1959年7月,位于吉林省鎮(zhèn)賚縣丹岱鄉(xiāng)白沙灘村,該站是嫩江流入吉林省后第一個(gè)控制站,2019年底升級(jí)為水文站。升級(jí)后的白沙灘水文站屬大河重要控制站、省界水資源監(jiān)測(cè)站,設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,測(cè)洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。測(cè)驗(yàn)河段河道比降小,水流平緩,河床穩(wěn)定,河道曲折,溝汊眾多,成網(wǎng)狀;測(cè)驗(yàn)河段順直長(zhǎng)約1 000 m。主槽位于河道右側(cè),平枯水時(shí)水面寬200~500 m;特大洪水時(shí)江面寬達(dá)10 km。斷面下游1 000 m處有白沙灘電灌站,白沙灘下游117 km處旁側(cè)有月亮泡水庫,洮兒河經(jīng)此匯入。

        1.2 洪水特性

        嫩江洪水多由暴雨所致,嫩江位于大興安嶺東南坡雨洪區(qū),在半熱帶性質(zhì)的氣旋作用下,形成了大范圍的強(qiáng)降雨過程,較大支流產(chǎn)流快,進(jìn)入嫩江河道形成強(qiáng)勢(shì)匯流。嫩江鎮(zhèn)賚段河道蜿蜒曲折,沙灘多,比降緩,灘地寬闊,水流平穩(wěn),大水年份常與第二松花江水頂托,洪水下泄慢。洪水特點(diǎn)為最大洪峰主要發(fā)生在7—8月,尤其8月份更為突出,6月和9月份較少。一次洪水歷時(shí)30 d以上,而主要洪量集中在15 d左右,由于一次大洪水多是由幾次降雨過程疊加而成,洪水峰型多為矮胖的單峰型。一般洪水從江橋運(yùn)行至白沙灘為48 h左右,較大洪水從江橋運(yùn)行至白沙灘為20 h左右,極易漫溢成災(zāi)。

        1.3 設(shè)計(jì)洪水

        白沙灘水文站剛剛開展水文測(cè)驗(yàn)工作,不能直接形成設(shè)計(jì)成果,借鑒《吉林省嫩江干流治理工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中距離白沙灘水位站1.2 kmCS嫩75處設(shè)計(jì)洪水成果,采用的是測(cè)站假定基面高程,與85基準(zhǔn)的換算關(guān)系為H85基準(zhǔn)=H假定-0.073。詳見表1。

        表1 防洪工程設(shè)計(jì)洪水位統(tǒng)計(jì)表

        1.4 防洪工程

        嫩江堤防始建于1965年,1990年堤防按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)并已實(shí)施,2006和2016年堤防按35年一遇標(biāo)準(zhǔn)(防洪標(biāo)準(zhǔn)50年一遇)進(jìn)行了整體治理。

        白沙灘預(yù)警控制區(qū)嫩江左岸堤防從綽六堤下游至興隆堤為國堤,其他無堤防地段地面高程大于國堤;嫩江右岸堤防為鎮(zhèn)賚保護(hù)區(qū)范圍為國堤,其他無堤防地段地面高程大于國堤,通過嫩江上游尼爾基水庫的調(diào)節(jié),白沙灘預(yù)警范圍內(nèi)均已達(dá)到50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。

        2 復(fù)核調(diào)整特征水位的原則

        2.1 警戒水位確定原則

        1)警戒水位的確定可參考河段普遍漫灘或堤段開始臨水時(shí)的水位。結(jié)合工程現(xiàn)狀,堤防工程歷史出險(xiǎn)情況等綜合研究確定。

        2)警戒水位的確定要與地方經(jīng)濟(jì)實(shí)力相結(jié)合,要考慮投入與風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系,要考慮河灘地與背水側(cè)地面高程。

        3)對(duì)于有堤防的河段,水位超過主河槽,漫灘至堤腳,堤防工程偎堤時(shí)的水位即為警戒水位。對(duì)有防汛任務(wù)而無堤防的河段,可根據(jù)河岸險(xiǎn)工情況,以洪水上灘或需要轉(zhuǎn)移群眾及財(cái)產(chǎn)時(shí)的水位即為警戒水位。

        2.2 保證水位確定原則

        1)對(duì)于有堤防且已達(dá)標(biāo)的河段,其設(shè)計(jì)洪水位即為保證水位。如果堤防雖然達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),但建成時(shí)間較長(zhǎng),考慮日常維護(hù)等問題,保證水位在防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)水位的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低。

        2)堤防工程尚未達(dá)到規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的河段,可按安全防御相應(yīng)的洪水水位確定,即按現(xiàn)狀扣除設(shè)計(jì)超高值后的水位即為保證水位。

        3)確定保證水位要兼顧上下游,分河段設(shè)置。同一河段左右岸的堤防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有差別時(shí),可分別確定保證水位。

        4)確定保證水位時(shí),要考慮各種水位關(guān)系,使各種水位銜接好。

        5)保證水位是針對(duì)堤防設(shè)定的,有防洪任務(wù)的無堤河段,可以按重要村鎮(zhèn)或設(shè)施臨水時(shí)的水位為保證水位。

        3 白沙灘水文站特征水位復(fù)核調(diào)整分析

        3.1 確定防汛預(yù)警范圍、防洪保護(hù)目標(biāo)

        嫩江干流中下游多為省界河流,需分別考慮嫩江兩岸預(yù)警范圍及主要防洪保護(hù)目標(biāo)。根據(jù)站網(wǎng)分布情況和城鎮(zhèn)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀,以及水文站地理位置、上下游村鎮(zhèn)分布情況,確定白沙灘水文站防汛預(yù)警范圍為鎮(zhèn)賚縣丹岱鄉(xiāng)白沙灘水文站至月亮泡區(qū)間,航道里程60 km,主要防洪保護(hù)目標(biāo)為兩岸共計(jì)22個(gè)沿江鄉(xiāng)鎮(zhèn)村屯,人口總數(shù)約為34萬人。

        3.2 調(diào)查收集相關(guān)資料

        收集防汛預(yù)警范圍內(nèi)的相關(guān)資料,包括防洪保護(hù)目標(biāo),防洪工程基本情況、防洪工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)、沿江無堤防段村屯地面高程,地方水文站設(shè)站情況、預(yù)警范圍及防洪特征水位等。主要調(diào)查預(yù)警范圍內(nèi)防洪堤壩工程建設(shè)、城市村屯、交通等情況。白沙灘水文站地處黑龍江、吉林交匯處,上游有江橋水文站,下游有大賚水文站,月亮泡來水受洮兒河干流降水等因素影響明顯,因此白沙灘水文站預(yù)警范圍截止到月亮泡。

        江橋水文站下游至大賚水文站左、右岸堤防建設(shè)基本完成,防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。白沙灘水文站預(yù)警范圍內(nèi)干流右岸近幾年大多建有國堤,堤身質(zhì)量普遍達(dá)到規(guī)范要求,抵御洪水能力較強(qiáng)。嫩江左岸白沙灘下游國堤有綽六堤、官地堤、大排排堤、興隆堤,其他無堤防地區(qū)及村屯地勢(shì)較高。

        3.3 高程聯(lián)測(cè)及洪痕測(cè)量

        對(duì)白沙灘水文站預(yù)警控制范圍內(nèi)的防洪目標(biāo)地面高程和預(yù)警江段村屯臨水高程進(jìn)行高程聯(lián)測(cè)及洪痕測(cè)量。測(cè)區(qū)長(zhǎng)65.5 km,寬10.0 km,面積655.0 km2,測(cè)區(qū)交通方便,地勢(shì)以平原為主。測(cè)量工作具體包括測(cè)量嫩江干流白沙灘水文站段的堤防工程頂部、臨水及背水堤腳高程;對(duì)嫩江干流右岸鎮(zhèn)賚縣、大安市,左岸杜爾伯特蒙古縣、肇源縣等江段堤防現(xiàn)狀和天然河道進(jìn)行勘察,對(duì)預(yù)警范圍內(nèi)江段堤防與高程聯(lián)測(cè);對(duì)兩岸國壩、附近保護(hù)對(duì)象、超警洪痕進(jìn)行測(cè)量。

        3.4 合理性分析

        根據(jù)特征水位確定原則,依據(jù)堤壩防洪標(biāo)準(zhǔn)、防洪目標(biāo)地面高程測(cè)量及洪痕測(cè)量成果,對(duì)白沙灘水文站特征水位進(jìn)行復(fù)核調(diào)整,并與歷史洪水相比較,分析防汛特征水位的合理性。

        白沙灘水文站原警戒水位為135.13 m(85基準(zhǔn)),水位達(dá)到此處時(shí),河段普遍漫灘,堤段普遍臨水,該警戒水位運(yùn)用多年,能夠真實(shí)反映河段防洪能力和汛情的危急程度,結(jié)合工程現(xiàn)狀,并參考防汛部門意見,不予以重新修訂。

        考慮白沙灘預(yù)警范圍內(nèi)堤防工程按35年一遇標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)尼爾基水庫調(diào)洪后防洪標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)到50年一遇,對(duì)應(yīng)白沙灘水文站35年一遇洪水(堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)50年一遇)水位為137.12 m(85基準(zhǔn)),考慮到嫩江左岸有部分堤防未經(jīng)過竣工驗(yàn)收,應(yīng)將50年一遇標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)降低;結(jié)合測(cè)量成果及歷史抗洪經(jīng)驗(yàn),將保證水位確定為136.62 m(85基準(zhǔn)),洪水重現(xiàn)期相當(dāng)于12年一遇,此時(shí),個(gè)別堤段有可能出現(xiàn)險(xiǎn)情,防汛已進(jìn)入全面緊急狀態(tài)。待堤防均竣工驗(yàn)收合格后,保證水位應(yīng)提高到堤防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)水位,即50年一遇洪水位位置137.12 m。

        4 結(jié)論

        防汛特征水位是洪水預(yù)警、防汛決策的重要依據(jù),直接影響防汛調(diào)度和巡堤查險(xiǎn)等工作,也是評(píng)價(jià)洪水量級(jí)、工程防洪能力和組織防守力量的重要指標(biāo)。根據(jù)嫩江中下游防洪工程現(xiàn)狀、防護(hù)對(duì)象的防洪需求及預(yù)警區(qū)河段出險(xiǎn)等情況,對(duì)白沙灘水文站的防汛特征水位進(jìn)行的復(fù)核調(diào)整,其成果通過審查并予以采用。修訂后的防汛特征水位可為鎮(zhèn)賚縣及杜蒙縣、大安市、肇源縣防護(hù)目標(biāo)洪水預(yù)警、減少洪澇災(zāi)害、保障人民生命安全、防汛抗洪提供重要的決策依據(jù)。

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