王寶童

（延安水文水資源勘測中心,陜西 延安 716000）

中小河流自動測報(bào)站建設(shè)利用先進(jìn)的水文測報(bào)技術(shù)和自動化儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)水文數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、儲存。設(shè)施設(shè)備先進(jìn)可靠,測驗(yàn)精度滿足規(guī)范要求[1]。自二十世紀(jì)八十年代,我國初步開展水情測報(bào)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用以來,其發(fā)展和應(yīng)用日趨完善。隨著衛(wèi)星遙感、雷達(dá)測雨、GPS 等技術(shù)的普及和應(yīng)用,我國水情自動測報(bào)系統(tǒng)也朝著智能化、自動化、高精度化方向發(fā)展,在水文測報(bào)中發(fā)揮了極其重要的“前哨”和“耳目”作用。

1 大理河流域和站網(wǎng)分布概況

1.1 大理河流域簡況

大理河發(fā)源于靖邊縣中部白于山東延的五臺山南側(cè)喬溝灣。流經(jīng)橫山縣、子洲縣,在綏德縣城東北注入無定河。河長159.9 km,流域面積3904.24 km2,平均比降3.16‰。年均降水量494.6 mm,河流多年平均徑流量1.83 億m3。

1.2 中小河流站建設(shè)前后站網(wǎng)分布情況

2011年,中小河流項(xiàng)目建設(shè)初期,延安水文中心共有觀測站點(diǎn)120 處,報(bào)汛站點(diǎn)達(dá)到49 處。觀測站網(wǎng)密度為671 km2/站,報(bào)汛站網(wǎng)密度為1640 km2/站。其中大理河流域共有報(bào)汛站3處,報(bào)汛站網(wǎng)密度為1300 km2/站。

2013年,中小河流建設(shè)站投入運(yùn)行后,使延安水文中心觀測站點(diǎn)達(dá)到334 處,報(bào)汛站達(dá)到330 處。觀測站網(wǎng)密度為241 km2/站,報(bào)汛站網(wǎng)密度為244 km2/站。其中大理河流域報(bào)汛站共有20 處,水文站1 處、自動水位站2 處、自動雨量站17 處（見圖1）,報(bào)汛站網(wǎng)密度為195 km2/站[2]（見表1）。

表1 報(bào)汛站點(diǎn)對比表

圖1 大理河流域站網(wǎng)分布圖

2 暴雨洪水及信息報(bào)送情況

2.1 “7.26”暴雨

（1）暴雨成因

2017年7 月25 日20 時(shí)至26 日8 時(shí)無定河流域發(fā)生了高強(qiáng)度、短歷時(shí)區(qū)域性大暴雨,面平均降雨量73.5 mm。100 mm籠罩面積4600 km2,大于200 mm 籠罩面積177 km2。暴雨主要集中在子洲、米脂、綏德3 縣境內(nèi)。

（2）暴雨時(shí)空分布特點(diǎn)

根據(jù)降水量觀測資料,繪制了大理河流域25 日20 時(shí)至26 日8 時(shí)暴雨等值線圖,見圖2。由圖可見,暴雨中心位于子洲水地灣站234 mm、子洲李家河水文站224 mm,橫山的大路峁、高鎮(zhèn)、石灣站及子洲的馬岔、槐樹岔、馬石畔、瓜園則灣、子洲、三川口、馬家崖、郭家溝站和黃委的青陽岔站降水量均在100 mm 以上。見表2。

表2 綏德站上游自動雨量站時(shí)段降雨量統(tǒng)計(jì)表 單位：mm

圖2 大理河流域25 日20 時(shí)至26 日8 時(shí)暴雨等值線圖

本次暴雨籠罩范圍廣,全流域降水。24 小時(shí)面平均降雨量128 mm。最大1 小時(shí)降雨量為子洲槐樹岔站72.6 mm,3 小時(shí)為綏德趙家砭站128 mm,6 小時(shí)為子洲李家河站195.4 mm。降雨歷時(shí)短,強(qiáng)度大。從自動雨量站降雨過程看,暴雨走向順著大理河流域自上而下,造成了洪峰流量加大,洪水陡漲陡落。

由表2 可見,對綏德水文站洪水起關(guān)鍵作用的是綏德水文站6 小時(shí)最大降水89.4 mm,降水時(shí)段為25 日23 時(shí)至26 日4 時(shí),其上游自動雨量站最大6 小時(shí)降雨量時(shí)段在25 日21 時(shí)至26 日2 時(shí)的站有,郭家溝（水位站）94.4 mm、馬家崖123.4 mm、子洲134 mm、馬蹄溝91.6 mm、瓜園則灣149.4 mm、李家河166.1 mm,時(shí)段在25 日22 時(shí)至26 日3 時(shí)的站有三川口151 mm、李家河水文站（黃委）195.4 mm。以上這些站與綏德水文站的距離均在50km 范圍內(nèi),且降雨均在綏德站洪峰流量之前,6 小時(shí)降雨量平均在132.7 mm,雨量之大、強(qiáng)度之強(qiáng)、范圍之廣,實(shí)屬歷史罕見。故可以說明,大理河綏德水文站最大洪水是青陽岔水文站第一次小峰流量與區(qū)間強(qiáng)降雨共同作用形成的。

2.2 “7.26”洪水

受降水影響,大理河青陽岔水文站26 日4 時(shí)出現(xiàn)歷史實(shí)測最大洪水流量為1840 m3/s。小理河李家河水文站26 日5 時(shí)洪峰流量997 m3/s,列歷史實(shí)測第三位。綏德水文站5 時(shí)05 分洪峰流量達(dá)到3160 m3/s[2],超建站以來歷史實(shí)測最大流量,相應(yīng)水位823.10 m,超歷史實(shí)測最高水位4.11 m。

從青陽岔水文站和李家河水文站與綏德水文站洪峰流量出現(xiàn)的時(shí)間及距離比較來看,三站洪峰流量幾乎同一時(shí)間出現(xiàn),距離又相差較遠(yuǎn),故綏德站的最大洪峰流量是由上游青陽岔水文站25 日20 時(shí)36 分出現(xiàn)的小峰流量405 m3/s,與區(qū)間強(qiáng)降雨共同作用形成的。

2.3 信息收集報(bào)送

2013年起自動測報(bào)站投入運(yùn)行,大理河流域報(bào)汛站從原來的3 處增至現(xiàn)有20 處,站數(shù)增加了5.7 倍,報(bào)汛段次由4段制6 小時(shí)拍報(bào)加密到24 段制每1 小時(shí),此次流域暴雨洪水收集發(fā)送雨水情報(bào)文369 份,從洪水起漲到峰頂共發(fā)出水情電報(bào)16份,發(fā)布洪水預(yù)警預(yù)報(bào)3期,發(fā)送雨水情短信490余條。

3 自動測報(bào)站的重要作用

通過對綏德水文站“7?26”特大暴雨洪水測報(bào)過程分析,中小河流自動測報(bào)站的建設(shè)極大的提升了分析研判和預(yù)測預(yù)報(bào)能力,在本次洪水的防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮了極其重要的作用。

（1）自動化程度高、測報(bào)段次加密。中小河流自動測報(bào)站實(shí)施前,水雨情信息靠人工觀測記錄計(jì)算,再根據(jù)計(jì)算結(jié)果人工編報(bào),用智能電話向上級部門發(fā)報(bào),觀測段次長,信息傳播慢,無法滿足防汛需要。項(xiàng)目實(shí)施后,延安水文中心353 處水雨情站點(diǎn),全部實(shí)現(xiàn)了信息自動采集和上報(bào)功能,平水期水位流量每小時(shí)測報(bào)一次,洪水期10 min 水位變幅達(dá)到或超過0.30 m 測報(bào)一次,峰頂測報(bào)一次。雨量0.2 mm 自動采集記錄一次,報(bào)汛段次由4 段6 小時(shí)拍報(bào)加密到可以按要求設(shè)置1 min 時(shí)段上報(bào)。

（2）為社會水災(zāi)害防御提供了強(qiáng)有力數(shù)據(jù)支撐。自動測報(bào)站的實(shí)施,對水文部門加強(qiáng)會商研判、精準(zhǔn)預(yù)警預(yù)報(bào)起到了十分重要的作用。在本次綏德水文站“7?26”特大暴雨洪水過程中,洪水漲幅達(dá)11.27 m,實(shí)測流量幅度71.2%,實(shí)測單沙幅度92.9%。延安水文中心利用自動測報(bào)站收集的水文信息及時(shí)向省水文中心、榆林、綏德防辦和政府相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)準(zhǔn)確傳遞,為正確研判暴雨匯集、演進(jìn)及洪水大小提供了第一手信息支撐；準(zhǔn)確的情報(bào)、預(yù)報(bào)為當(dāng)?shù)胤姥床块T及時(shí)了解情況和政府部門及時(shí)啟動應(yīng)急響應(yīng)、發(fā)布撤離命令決策和指揮實(shí)施救援提供了可靠依據(jù),為群眾撤離避險(xiǎn)、保證人員安全贏得了寶貴時(shí)間,極大地減少了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的損失。

4 結(jié)語

中小河流自動測報(bào)站建設(shè)有效彌補(bǔ)了水文監(jiān)測站點(diǎn)不足,提升了水文監(jiān)測能力,讓水文測報(bào)信息的時(shí)效性和準(zhǔn)確性得到了明顯提升,實(shí)現(xiàn)了水文信息采集、傳輸、處理的自動化和現(xiàn)代化[3]。拓展了水文服務(wù)水平和服務(wù)領(lǐng)域,擴(kuò)大了水文數(shù)據(jù)收集的內(nèi)容和范圍,提高了水文部門應(yīng)對和處置以防汛減災(zāi)為主的各類突發(fā)事件應(yīng)急管理反應(yīng)能力。