尼爾基水庫中長期水文預(yù)報(bào)

黃曉宇，顏旭光，張 強(qiáng)

（嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

1 概況

尼爾基水利樞紐位于黑龍江省與內(nèi)蒙古自治區(qū)交界的嫩江干流中上游，右岸為內(nèi)蒙古自治區(qū)莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗尼爾基鎮(zhèn)，左岸為黑龍江省訥河市二克淺鎮(zhèn)。壩址以上控制流域面積66382 km2，占嫩江流域面積的22.4%。

嫩江流域?qū)僦袦貛Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，冬季寒冷干燥、春季多風(fēng)、夏季溫濕多雨。多年平均降水量400～500 mm。尼爾基水利樞紐位于山區(qū)丘陵與平原的過度地帶，壩址附近的尼爾基站多年平均降水量475 mm，最大年降水量866 mm（1984年），最小年降水量296 mm（1976年）。該流域的降水年內(nèi)分配極不均勻，降水量主要集中在6—9月份，占年降水量的80%以上；7—8月份雨量集中，占年降水量的50%以上；冬季降水量很少，僅占年降水量的5%以下。暴雨是形成本流域洪水的主要因素，多發(fā)生在7—8月份。

2 三大理論

2.1 波浪理論與方法

流域某一水文斷面的年徑流是按照循環(huán)波動(dòng)的方式向前發(fā)展的，在一個(gè)循環(huán)內(nèi)是以波浪的形式前進(jìn)的。從尼爾基水庫年平均流量及10年滑動(dòng)平均過程線（見圖1）可以看出，年平均流量存在豐枯交替、豐枯連續(xù)、豐水年段和枯水年段交替出現(xiàn)的規(guī)律。

以10年滑動(dòng)平均線的谷年到下一個(gè)谷年為一個(gè)循環(huán)周期，則一個(gè)周期內(nèi)包含了一個(gè)豐水年段和一個(gè)枯水年段。10年滑動(dòng)平均線向上為豐水年段、向下為枯水年段。在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)部，又表現(xiàn)出豐枯水年波動(dòng)起伏的特點(diǎn)，稱為循環(huán)波動(dòng)。

圖1 尼爾基水庫逐年平均流量過程線（1898—2009年）

尼爾基水庫的年徑流過程是呈波浪式運(yùn)行的。一個(gè)完整的循環(huán)周期包括了7峰7谷共14個(gè)波浪。其中豐水年段9個(gè)波浪、枯水年段5個(gè)波浪。2010年處于第5周第2浪，屬于下降浪。

2.2 周期理論與方法

尼爾基水庫的來水具有明顯的周期性規(guī)律，周期理論與預(yù)報(bào)方法是做好水文中長期預(yù)報(bào)的重要途徑之一。“水文現(xiàn)象的出現(xiàn)，旱澇的發(fā)生具有周期性”。

由于水文現(xiàn)象存在多種周期，這些周期相互作用，使得平均周期不是整數(shù)年，小數(shù)誤差幾年積累下來以后，就會有一個(gè)上下1年的誤差，所以一般取周期出現(xiàn)當(dāng)年及其前后1年作為旱澇的高發(fā)期。

2.3 前兆理論與方法

水旱災(zāi)害的發(fā)生都要有一個(gè)長期的水汽和能量的積累過程，在這個(gè)過程中總會露出一些蛛絲馬跡，這就是前兆。抓前兆是大旱大澇預(yù)報(bào)最為關(guān)鍵的一環(huán)?！八默F(xiàn)象的出現(xiàn)，旱澇的發(fā)生是有前兆的”。點(diǎn)繪1971年以來的冬季降水量（11月至次年3月）與汛期降水量（6—9月）曲線（見圖2）。

圖2 尼爾基流域冬季降水與汛期降水曲線圖

由圖2可知，兩條曲線具有明顯的反比關(guān)系。汛期降水量在500 mm以上的5個(gè)年份（1990，1991，1993，1998和2003年），其冬季降水量正好相反，曲線呈明顯的反比關(guān)系。這是大水年的一個(gè)重要前兆。

3 結(jié)語

把三大理論與預(yù)報(bào)方法綜合起來就是：用波浪理論與預(yù)報(bào)方法把握一周趨勢（14浪，平均20多年）；用周期理論與預(yù)報(bào)方法找到大旱大澇的高發(fā)期（1～3年）；用前兆理論與預(yù)報(bào)方法鎖定目標(biāo)（1年）。這樣，環(huán)環(huán)相扣，層層剝筍，預(yù)報(bào)結(jié)果自然就出來了。2010年嫩江尼爾基水庫水文中長期預(yù)報(bào)，見表2。

表2 嫩江尼爾基水庫2010年水文中長期預(yù)報(bào)表

[1]包為民.水文預(yù)報(bào)[M].北京：中國水利水電出版社.

[2]水利部水利信息中心.水情預(yù)報(bào)規(guī)范[R].中華人民共和國水利部.