山區(qū)河流水文測站在防汛預(yù)報(bào)中的應(yīng)用探討

劉元?jiǎng)?/p>

（遼寧省大伙房水庫輸水工程建設(shè)局，遼寧 沈陽 110006）

山區(qū)河流水文測站在防汛預(yù)報(bào)中的應(yīng)用探討

劉元?jiǎng)?/p>

（遼寧省大伙房水庫輸水工程建設(shè)局，遼寧 沈陽 110006）

水文測站作為流域水文測報(bào)系統(tǒng)最重要的基站，不僅在水文資料積累和流域水文特性分析中占有重要地位，隨著防汛搶險(xiǎn)中特征水位及特征流量的廣泛應(yīng)用，水文測站作為最好的特征水位觀測站的地位顯得愈加突出。文章以渾河撫順站為例著重探討水文測站之于山區(qū)河道防汛特征水位確定的一般方法及應(yīng)注意的事項(xiàng)，以期更好的起到指導(dǎo)防汛的作用。

山區(qū)河流;水文測站; 防汛預(yù)報(bào),水位

1 特征水位基本概念

1）警戒水位含義。警戒水位是河流湖泊主要堤防險(xiǎn)情可能逐漸增多的水位。大江大河警戒水位多取定在洪水普遍漫灘或重要堤段開始漫灘偎堤的水位，此時(shí)河段或區(qū)域開始進(jìn)入防汛戒備狀態(tài)，有關(guān)部門進(jìn)一步落實(shí)防守崗位、搶險(xiǎn)備料工作，跨堤涵閘停止使用。因此，警戒水位可定義為：警戒水位是指江河堤防普遍臨水，堤防可能發(fā)生險(xiǎn)情，需要?jiǎng)訂T社會(huì)力量進(jìn)行防守的起始水位。

2）保證水位含義。保證水位是汛期堤防及其附屬工程能保證安全運(yùn)行的上限水位。當(dāng)河道水位接近或達(dá)到保證水位時(shí)，進(jìn)入緊急防汛搶險(xiǎn)工作，有關(guān)部門有責(zé)任保證堤防等有關(guān)工程的安全。因此，保證水位定義為：保證水位是指保證堤防工程安全運(yùn)行的上限水位。

2 特征水位一般確定方法

警戒水位的主要確定方法為根據(jù)控制站的多年橫斷面套繪成果，綜合分析斷面穩(wěn)定性及河灘地與背水側(cè)地面高程關(guān)系，確定控制站灘地普遍上水或洪水偎堤的水位作為控制站的警戒水位。平原農(nóng)村段多存在灘地橫比降即堤腳低于灘唇和堤腳串溝，而城市河段灘地橫比降則是堤腳高于灘唇，山區(qū)河道多數(shù)無灘為 U 型河槽，各河段工程及河道地形特點(diǎn)也很不相同，因此警戒水位確定方法除應(yīng)參照一般方法之外，還應(yīng)結(jié)合各自河道特點(diǎn)，與地方水利主管部門及防汛部門協(xié)商確定。

保證水位的確定主要根據(jù)控制站河道兩岸堤防建設(shè)情況，包括堤高、堤頂寬、堤防臨背水邊坡以及堤防建設(shè)質(zhì)量等，分析控制站位置堤防是否已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，則保證水位應(yīng)為控制站位置設(shè)計(jì)水位；如尚未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為確保防汛安全，則應(yīng)在現(xiàn)狀堤頂高程減掉設(shè)計(jì)堤防超高，視堤防質(zhì)量進(jìn)行一定量的核減，以此作為控制站的保證水位。為使保證水位的制定更加客觀、合理，增強(qiáng)特征水位在地方防汛應(yīng)用中的實(shí)際指導(dǎo)作用，保證水位的確定應(yīng)盡量以河道兩岸堤防建設(shè)所采用的設(shè)計(jì)水位與設(shè)計(jì)超高作為評定參數(shù)。

3 撫順站特征水位確定

以渾河撫順站為例說明山區(qū)河道特征水位確定一般方法。渾河撫順站為渾河大伙房水庫以下第一個(gè)水文測站，在防汛調(diào)度中肩負(fù)著撫順市城區(qū)及沈陽上游農(nóng)村段的洪水預(yù)警預(yù)報(bào)任務(wù)。渾河大伙房水庫以下河道比降逐漸變緩，但兩岸地勢仍呈現(xiàn)較為明顯的山區(qū)河道特點(diǎn)，渾河撫順站則是遼寧省典型的山區(qū)水文測站。撫順站基本水尺斷面為全河槽斷面，水位～流量關(guān)系為繩套型。本段渾河兩岸均為堤防，左岸堤頂高程 84.20m，堤腳高程為 75.51m，右岸堤頂高程 84.16m，堤腳高程為 75.36m。建國后，1995 年 7 月 31 日發(fā)生大洪水，最高水位為 79.18m。其中，左岸背水側(cè)地面平均高程為 78.90m，右岸為 76.60m。渾河撫順城市段基本無灘地，堤后地面高程較高且堤路結(jié)合現(xiàn)象較為普遍，堤身及堤后附屬建筑包括居民住宅等均較多，采用通常確定方法在此段并不適合，綜合考慮堤防規(guī)模及河道過洪能力等因素，確定本段警戒流量為 2000m3/s。因此，對應(yīng)此流量的水位即為渾河撫順站的警戒水位，經(jīng)查撫順斷面水位～流量關(guān)系曲線，得出其擬確定警戒水位為75.87m。

渾河撫順段城市防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為 200 年一遇，目前一部分堤防還未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，撫順站斷面上下游堤防已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)狀堤防的設(shè)計(jì)流量為 4884m3/s，設(shè)計(jì)水位為 78.45m。根據(jù)保證水位的確定原則及確定方法，因此撫順斷面擬定保證水位為 78.45m。該段兩岸堤防超高較高是由于堤防建設(shè)時(shí)由城建部門負(fù)責(zé)而非水利部門負(fù)責(zé)，城建部門考慮了與跨河橋梁的平面交叉等交通問題，因此造成堤頂高程遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值。

渾河撫順斷面已有國家批復(fù)的警戒水位和保證水位。隨著近年河道狀況的改變，原定的特征水位應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹?/p>

前后結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，原定警戒水位約相當(dāng)于3000m3/s流量，約相當(dāng)于撫順站處 30 年一遇洪峰流量，而通過全河段現(xiàn)狀行洪能力的復(fù)核發(fā)現(xiàn)，渾河撫順段李石閘河段現(xiàn)狀保證流量僅略大于 3000 m3/s，而沈撫交界河段右岸現(xiàn)狀保證流量僅約為2500m3/s，從撫順站特征水位確定主要用于指導(dǎo)渾河撫順段的防汛工作考慮，將警戒流量定到接近 3000m3/s顯然是偏高的，為防汛搶險(xiǎn)預(yù)留的時(shí)間及水位高差過小，因此建議將警戒水位適當(dāng)下調(diào)。而此次確定的警戒水位約相當(dāng)于 2000m3/s的洪峰流量，約相當(dāng)于 5～10 年一遇標(biāo)準(zhǔn)，從渾河撫順段最低防洪標(biāo)準(zhǔn) 50年一遇的角度出發(fā)，可以認(rèn)為警戒水位的設(shè)定是較為安全的，對于下游現(xiàn)狀防洪能力較低的河段防汛也給予了一定的操作余地，因此建議渾河撫順站警戒水位降低至 75.87m。

保證水位的確定主要取決于現(xiàn)狀堤防的堤頂高程與堤身質(zhì)量，渾河此段堤防現(xiàn)狀堤頂高程已高于設(shè)計(jì)堤頂超過 3.0m，堤身質(zhì)量良好，因此其保證水位理應(yīng)為河道設(shè)計(jì)水位即 78.45m，原保證水位較設(shè)計(jì)水位略低主要是考慮到下游城郊段有部分堤防尚未建設(shè)完成，因此保證水位確定中留有一定余地。從 2003 年至今，渾河撫順段上下游城郊段堤防建設(shè)取得了長足的進(jìn)步，絕大部分堤段堤防已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因此保證水位可以不再為其提供預(yù)留，建議按正?；謴?fù)至撫順斷面設(shè)計(jì)水位即 78.45m。

4 經(jīng)驗(yàn)及推廣

從渾河撫順站特征水位的制定以及修訂過程，可以得出結(jié)論：一是山區(qū)河道防汛控制站特征水位確定不能按照常規(guī)特征水位確定方法進(jìn)行確定，這樣容易造成特征水位的指導(dǎo)性不強(qiáng)和防汛搶險(xiǎn)決策的失誤，具體原因稍后進(jìn)行分析；二是山區(qū)河道防汛控制站特征水位確定一定要考慮上下游防洪工程建設(shè)情況及建設(shè)歷史。

1）山區(qū)河道防汛控制站特征水位確定不能按照常規(guī)特征水位確定方法進(jìn)行確定原因分析。山區(qū)河流多數(shù)無灘地，屬于U型河槽，堤后高于堤前，警戒水位采用平灘或者堤前水位均明顯偏低，因此山區(qū)河道警戒水位制定應(yīng)充分考慮灘地及堤后地形以及上下游堤防建設(shè)情況。保證水位制定山區(qū)河道需考慮山區(qū)洪水特點(diǎn)，不必因循守舊按照固有套路制定，結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)洪水特點(diǎn)、堤防狀況以及防汛搶險(xiǎn)能力等綜合確定。

2）山區(qū)河道防汛控制站特征水位確定需要考慮上下游防洪工程建設(shè)情況及建設(shè)歷史原因分析。山區(qū)河流不同于平原區(qū)，防洪保護(hù)目標(biāo)往往是較為分散的，防洪工程建設(shè)情況及建設(shè)年代也因此會(huì)有很大的差別，某些河段上下游防洪堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)也是不同的，特征水位既然用于一個(gè)河段的防汛指導(dǎo)之用，需要考慮觀測斷面位置兩岸堤防建設(shè)情況，還需要考慮制定一個(gè)這樣的特征水位對于上下游的防洪工程是否是合適的、安全的，否則就失去了其制定的意義，甚至?xí)斐煞姥粗笓]的重大失誤，這是需要格外注意的。

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2013-11-14