渾河沈陽水文站斷面水情預警標準研究

趙源媛

（遼寧省水文水資源勘測局沈陽分局，遼寧 沈陽 110015）

1 概 況

渾河，發(fā)源于撫順市清原縣長白山支脈滾馬嶺，流經(jīng)撫順市、沈陽市、遼陽市、鞍山市等11個市、縣，至三岔河與太子河匯流后，經(jīng)營口市入渤海。渾河干流河長415.4 km，流域面積 11481 km2；流域內(nèi)山丘區(qū)占 67%，平原占33%。渾河干流建有控制性工程大伙房水庫，水庫位于渾河上游撫順縣章黨附近，距沈陽市約60 km。

沈陽水文站是國家基本水文站，是遼河流域渾河干流最重要的控制站，位于沈陽市和平區(qū)南京南街，集水面積7919 km2。1958年大伙房水庫建成攔洪，水庫集水面積5437 km2，控制了沈陽站集水面積的68.5%。大伙房水庫對渾河干流洪水的調(diào)蓄作用十分明顯，“削峰錯峰”顯著。沈陽站洪水過程由大伙房水庫放水、大伙房～沈陽區(qū)間來水兩部分疊加組成。

2 水情預警標準確定方法

根據(jù)《水情預警發(fā)布管理辦法（試行）》規(guī)定（國汛［2013］1號）（以下簡稱預警辦法），水情預警按照洪水量級及其發(fā)展態(tài)勢，由低至高分為4個等級，依次用藍色、黃色、橙色、紅色表示，即洪水藍色預警（小洪水）、洪水黃色預警（中洪水）、洪水橙色預警（大洪水）、洪水紅色預警（特大洪水）（小中大特大洪水的頻率標準參照水情情報預報規(guī)范）。渾河沈陽水文站警戒水位（流量）、保證水位（流量）以及洪水重現(xiàn)期，確定了該站預警標準。

3 水情預警指標的確定

3.1 防汛特征水位（流量）確定

根據(jù)遼寧省水利水電勘測設計研究設計院《遼河流域（遼寧省）重要控制站特征水位研究報告》成果，渾河沈陽站警戒水位37.993 m，在水位—流量曲線上查得相應流量為1800 m3/s；左岸保證水位41.483 m，保證流量4939 m3/s，右岸保證水位42.603 m，保證流量6294 m3/s。

3.2 洪水頻率分析

以沈陽站實測流量系列為依據(jù)進行洪水頻率分析。沈陽站現(xiàn)有實測資料系列為1935—1945，1947—2013年?？紤]到大伙房水庫對洪水的調(diào)節(jié)影響，本次采用大伙房水庫建成運行后的資料系列1959—2013年進行洪水頻率分析。采用年最大值法選樣，采用求矩適線法、繪線讀點適線法、離差平方和最小優(yōu)化適線法進行洪水頻率分析，以皮爾遜Ⅲ型曲線配線。結(jié)合遼寧省洪水特性，Cs/Cv值取2.5，分析結(jié)果，見表1。其中，求矩適線法采用矩法粗估參數(shù)，固定Cs/Cv及均值，優(yōu)化Cv；繪線讀點適線法粗估參數(shù)后，固定Cs/Cv及均值，優(yōu)化Cv；離差平方和最小優(yōu)化適線法固定Cs/Cv=2.5，在一定范圍內(nèi)優(yōu)化Cv及均值。

表1 沈陽站洪峰頻率分析成果

3.3 水情預警標準確定結(jié)果

1）藍色預警標準

依據(jù)預警辦法，洪水藍色預警標準閾值應接近警戒水位（流量）。由遼寧省水利水電設計研究院（以下簡稱省設計院）《遼河流域（遼寧?。┲匾刂普咎卣魉谎芯繄蟾妗烦晒吧蜿栒舅弧髁筷P系曲線可知，沈陽站警戒流量為1800 m3/s。此次取1000 m3/s為沈陽站洪水藍色預警標準，其流量重現(xiàn)期約為5年一遇。

此外，據(jù)沈陽站近年觀測資料可知，測站附近渾河碼頭上水流量為1500 m3/s左右。據(jù)此分析，沈陽站洪水藍色預警標準采用1000 m3/s。

2）黃色預警標準

依據(jù)預警辦法，采用沈陽站警戒流量作為洪水黃色預警標準閾值。由省設計院特征水位成果及沈陽站水位-流量關系可知，沈陽站警戒流量為2000 m3/s。

3）橙色預警標準

預警辦法推薦采用保證水位（流量）作為洪水橙色預警標準閾值。由省設計院成果可知，沈陽站左岸保證流量為4939 m3/s，右岸保證流量為6294 m3/s?？紤]到沈陽站以下渾河干流暫無預警站點，沈陽站大水預警尚需適當考慮下游防汛工作需求。依據(jù)遼寧省水利廳《防洪調(diào)度新方法及應用》成果，渾河下游干流黃蠟坨水文站保證流量4000 m3/s，邢家窩棚水文站保證流量4000 m3/s。在大水時按不利條件，取洪峰沿程衰減系數(shù)為1，故以4000 m3/s為沈陽站洪水橙色預警標準。

4）紅色預警標準

依據(jù)預警辦法，可選歷史最大洪水洪峰流量或重現(xiàn)期為50年一遇的洪峰流量作為紅色預警標準?？紤]到沈陽市區(qū)河段防洪標準較高，預警標準可在50年一遇洪峰流量（3300 m3/s）的基礎上略有提高。此次以沈陽站左岸保證流量4939 m3/s（保留3位有效數(shù)字，取4940 m3/s）為洪水紅色預警標準。該流量接近大伙房水庫建成以來（1959—2013） 沈陽站最大流量 5010 m3/s（1995年）。見表2。

表2 沈陽水文站洪水預警指標方案

3.4 合理性分析

為保證水情預警標準的科學、合理，依據(jù)1959—2013年沈陽站實測洪水過程，對不同等級的水情預警指標閾值進行合理性分析。按照年最大值選樣，統(tǒng)計1959—2013年間擬發(fā)布不同等級洪水預警的次數(shù)，并對重現(xiàn)期進行評估，結(jié)果見表3。表3表明，1959—2013年共55年間，藍色、黃色、橙色、紅色預警超警次數(shù)分別為12次、10次、1次、1次，重現(xiàn)期分別為 5年 1遇、6～7年 1遇、33～34年1遇、62～63年1遇，接近預警辦法提供的參考值，并且符合渾河沈陽水文站河段歷史洪水發(fā)生規(guī)律，本文確定的預警指標較為合理。

4 結(jié)論

1）水情預警意義重大，責任艱巨。

水情預警標準是防汛抗旱的基本依據(jù)，合理的水情預警對于提高防汛抗旱的減災效益極為重要。合理確定其取值，對于及時發(fā)布預警信息，特別是沈陽水文站附近有旅游、橡膠壩、城市景觀帶等重要設施，又是山區(qū)到平原重要控制站，都能發(fā)揮重大的經(jīng)濟效益和社會效益。

表3 預警指標合理性分析

2）對于其它站具有借鑒意義。

此研究以預警辦法的方法為基礎，綜合考慮渾河沈陽水文站警戒水位（流量）、保證水位（流量）以及洪水重現(xiàn)期，文中確定水文站洪水預警指標的方法可為其他流域與斷面提供參考，具有較強的推廣應用價值。

依據(jù)沈陽站歷史實測洪水過程，不同等級的水情預警指標閾值接近預警辦法提供的參考值，并且符合渾河沈陽水文站河段歷史洪水發(fā)生規(guī)律，本文確定的預警指標較為合理。

［1］中華人民共和國水利部水文局，水情預警發(fā)布管理辦法（試行），2013年.