雅魯河齊齊哈爾段洪水特征分析

張國祝

(黑龍江省水利水電集團第二工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

雅魯河齊齊哈爾段洪水特征分析

張國祝

(黑龍江省水利水電集團第二工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

以雅魯河齊齊哈爾段為研究背景，通過對建國以來雅魯河流域內發生的大洪水進行研究分析，從洪水特性、防洪特征水位和設計洪水等三個方面進行了研究，修訂了雅魯河齊齊哈爾段防洪特征水位成果表和設計洪水成果表。

雅魯河；洪水特性；防洪特征水位；設計洪水

1 研究區概況

雅魯河[1]為嫩江右岸的支流，發源于大興安嶺東麓濱洲鐵路博克圖西南溝興安站附近的雅魯伯圖山，流域北部以大興安嶺山脊與呼倫貝爾高原相隔，東部與音河相鄰，西部和南部與綽爾河相連，源頭海拔1002 m，河流全長398 km，流域面積19 798 km2。河床寬60～270 m，河口海拔140 m，總高差862 m，平均比降達2.2‰。

流域內土地資源、森林資源、草地資源比較豐富，總面積175.6萬hm2。雅魯河齊齊哈爾市區段全部在碾子山區內，流程約35 km。

碾子山(二)水文站位于齊齊哈爾市碾子山區，系嫩江右岸一級支流雅魯河中下游控制站，集水面積13 567 km2，河長268 km。該站于1934年2月設立為水位站，1945—1948年停測，1949年8月恢復，1953年改為水文站，1954年6月測流斷面下遷7 km，1963年1月測流斷面上遷550 m，1965年1月基本水尺斷面上遷550 m，為基本水尺斷面兼測流斷面。水位測驗年份為1934—1944年，1949年至今；流量測驗年份1953年至今。

測驗河段順直不足200 m，主槽靠左岸。左岸為碾子山區，距左岸1000 m有雅魯河大堤，堤頂高程219.16 m(大連基面)，距右岸300 m是南山控制。水位在216.00 m時開始漫灘，最大水面寬度約1600 m。基本水尺斷面上5 km有支流濟沁河自右岸匯入，基本水尺斷面下80 m有碾李公路橋一座，橋長344 m，為17孔立柱平板鋼混橋，設計過水流量2940 m3/s。本站斷面控制條件較好，水位～流量關系為單一曲線。

2 洪水特征分析

2.1 洪水特性

洪水集中出現的季節時段稱之為汛期。各個水系每年汛期來臨的時間有一定規律，它主要決定于春夏雨帶南北位移和秋季頻繁的臺風暴雨[2]。一般年份4月初—6月初為凌汛期，6—9月底進入主汛期。各地汛期發生的時間有規律地自南向北移動。北方地區的洪峰時間一般集中在7月下旬和8月上旬。

本站洪水為典型的暴雨洪水，年最大洪峰集中出現在汛期6—9月，尤以7、8月份最為集中，據資料統計，7、8月份出現年最大洪峰的概率為76%。洪水過程體現出典型的山溪性河流特點，大多為單一式洪峰，復式洪峰較少。洪水漲洪歷時2～7 d，洪峰停留時間一般在2 h左右，洪水總歷時25～50 d，漲水歷時比落水歷時短，峰型尖瘦，較大洪水大多由幾次連續降雨而形成。洪水主要來源為雅魯河干流和支流濟沁河來水，以干流來水為主，一般情況下濟沁河來水量約占斷面流量的20%。

據文獻記載，1932年7月雅魯縣陰雨不斷，山洪暴發，江河泛濫，平地水深三尺，房屋、田禾多被淹沒。根據實測資料記載，碾子山站大洪水主要有1957年8月7日洪峰水位216.80 m，流量2570 m3/s；1960年7月10日洪峰水位216.39 m，流量2170 m3/s；1993年7月30日洪峰水位216.37 m，流量2150 m3/s；1998年8月10日洪峰水位217.64 m，流量6840 m3/s。該次洪峰主要來源于干流洪水，其干流峰量占48%，濟沁河來量占12%，而區間入流量占40%。

2.2 防汛特征水位的確定

特征水位不僅代表河道一條線，還代表區域一個面；不僅要反映工程防洪能力、河道防汛形勢，還要反映代表區域的防汛形勢以及航運安全需要、綜合影響等。

雅魯河碾子山(二)水文站原警戒水位為215.40 m，相應流量760 m3/s，相當于3～4 a一遇的洪水，保證水位215.80 m，相應流量1000 m3/s，相當于4～5 a一遇的洪水。由于1998年大水以后，各段堤防進行了加固，防御洪水能力有所提高，原特征水位偏低，需要進行修訂，修訂結果詳見表1。

本區段的防洪工程主要為雅魯河左岸華安堤。華安堤起點位于七一防洪閘，終點位于七號屯，全長12 km，堤頂高程222.92 ～210.45 m，一般堤高2.3 ～2.8 m，堤頂平均寬度5.0 m；堤腳高程：起點迎水側220.30 m，背水側220.32 m，終點迎水側207.79 m，背水側207.57 m。堤身為Ⅳ級砂壤土質，堤基為砂壤土質。防洪標準為20 a一遇。該堤防主要保護碾子山區的安全，保護區面積9 km2，耕地面積0.255萬hm2，村屯7個，固定資產10 000萬元，人口5萬人，房屋3.33萬間。

根據堤防設計標準及歷史洪水情況，修訂后的警戒水位為216.00 m，相應流量為1240 m3/s，相當于5 a一遇的洪水，達到此水位時，河道灘地部分過水，右岸堤防堤腳開始臨水，左側灘地部分通流。此時應疏散和撤離漫灘工作人員，漁、牧民等，防汛部門應加強巡查和防守，及時進入防汛警戒狀態。

雅魯河堤防工程雖然經過加固消險，但是在雅魯河堤防華安堤段8～11 km處，有多處水沖溝，威脅大堤安全，而且受地形的影響，碾子山區為嚴重的山洪災害區，所以本次修訂的保證水位為10 a一遇防洪標準，水位216.50 m，相應流量為2000 m3/s，雖然此時水位達到堤頂還有2～3 m距離，但達到此水位時，堤防已長時期浸水，處于飽和狀態，隨時有決口、潰壩危險。要密切巡查，嚴防死守，確保堤防安全，注意上下游可能出現的山洪。

表1 雅魯河碾子山(二)水文站特征水位修訂成果表

2.3 設計洪水計算

圖1 雅魯河碾子山(二)水文站年最大流量

洪水頻率分析計算[3]采用碾子山(二)站歷年實測最大洪峰流量值(如圖1所示)，組成一個連續系列進行頻率計算。采用實測系列為1955—2005年，共51 a的資料進行頻率計算。歷史調查洪水系列1886—1998年。1998年為歷史第一位洪水，作為特大值處理進行設計洪水計算，結合專用頻率計算軟件來確定采用的統計參數和設計值，并求出設計洪水流量，由水位流量綜合關系曲線查讀相應頻率洪水流量的設計洪水位，設計結果詳見表2。

表2 雅魯河碾子山(二)水文站設計洪水成果表

表2是經過頻率分析計算得到，重現期分別為5 a、10 a、20 a、50 a和100 a，經Cs/Cv計算后，得到不同重現期的設計流量分別為1150 m3/s、2040 m3/s、3060 m3/s、4520 m3/s和5700 m3/s；分別得到大連基面和黃海基面的設計洪水位。

3 結 論

雅魯河齊齊哈爾段特殊的地理環境造成了復雜多變的暴雨、洪水分布規律。洪水主要由暴雨形成，年最大洪水主要出現在6—9月，7、8月出現年最大洪水的比例是76%。大洪水的發生年份主要有1957年、1960年、1993年和1998年，尤其是1998年特大洪水，雅魯河扎蘭屯段洪峰流量3310 m3/s，受災人口39.76萬人，倒坍房屋6.49萬間，農作物受災19.53萬hm2，洪水沖毀公路17段、堤防13 km，造成了嚴重的經濟損失。洪水的來源以干流來水為主。

在雅魯河流域已出現洪水的情況下，更需關注未來降雨系統的演變趨勢。由于雅魯河流域屬狹長形河流，流域匯流時間較長，在洪水向下游傳播過程中，如再遇高強度降雨，并且雨區的移動方向與洪水的傳播方向同步，類似1998年的情況，就會使洪水在量級上不斷加大。

[1] 馬寧. 關于雅魯河綜合治理的思考[J]. 內蒙古水利,2015(6):147-148.

[2] 王家祁,駱承政.中國暴雨和洪水特性的研究[J].水文,2006(3):33-36.

[3] 李英晶,李新,田長濤,等. 伊春市城區防汛特征水位修訂分析[J]. 黑龍江水利科技,2011,39(1):28-29.

張國祝(1983-)，男，黑龍江明水人，工程師，主要從事水利水電工程施工工作。E-mail：627291058@qq.com。

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