泥河水庫汛期劃分初步研究

單玉芬

(黑龍江省農墾管理干部學院，哈爾濱 150090)

1 引 言

水庫設置汛期限制水位是為了協調水庫運行中興利與防洪之間的矛盾，一般是在每年汛期來臨時的固定時段,把水庫水位控制在汛期限制水位,當洪水來臨時，確保有足夠的庫容調蓄洪水,對保障水庫下游人民的生命財產安全起到了很大的作用。

汛期限制水位設定是考慮防洪與興利的結合問題，水位設置低且時間長，肯定會造成汛前和汛期水庫大量棄水,而汛后又無水可蓄，水位設置高且時間短，又會在一定程度上加大洪水發生時造成危害的風險，因此汛期劃定有重要的意義；泥河水庫為呼蘭河支流泥河上的引水式大(2)型水庫，非汛期通過紅旗干渠從呼蘭河干流引水至水庫。水庫初步設計階段主汛期為7-8月，多年運行以來，6月末棄水量較大，造成了水資源浪費，因此本次提出將7月-8月份按旬劃分的分期方法，根據分期統計洪水確定汛期的起止時段[1]。

2 泥河水庫基本情況

2.1 水文基本資料

泥河水庫無實測水文資料，泥河干流上建有泥河水文站，該站為1957年4月由黑龍江水利廳設立，經過幾次變遷，具有1957年-2016年60年實測流量資料，其中1968年-1970年冬季資料缺測，其余資料情況完好。泥河水文站為國家基本水文站，其流量資料的測驗、整編和刊印均按國家規范規定進行，資料精度及可靠性均較高，一直是泥河水庫設計及消險加固的設計代表站，本次也以泥河水文站資料作為分析研究的依據。

2.2 水庫概況

泥河水庫是一座以防洪除澇為主，兼顧供水、灌溉和養魚等綜合利用的平原水庫；水庫按50a一遇洪水設計，500a一遇洪水校核；水庫工程規模為大(2)型，主要建筑物為Ⅱ等，工程等級為2級；下游農田除澇標準為10a一遇；水庫與下游堤防聯合運用，使水庫下游防洪標準達到50a一遇；城市供水保證率為95%，農田灌溉設計保證率為75%。泥河水庫正常蓄水位133.50m，汛期限制水位為132.17m。

2.3 洪水調度方式

泥河水庫洪水調度方式為控制泄流，洪水調節按二級控制操作，入庫洪水流量<200m3/s按來水流量下泄，維持起調水位；入流量超過200m3/s時，水庫控制下泄量200m3/s；庫水位超過10a一遇洪水位，水庫控制下泄350m3/s；庫水位超過50a一遇防洪高水位則閘門全部開啟泄洪，控制最大泄量不超過當前時段最大入流。

3 流域洪水特征

泥河流域一年中有兩個汛期，即春汛和夏汛，春汛一般為4月上旬-5月下旬，以融雪為主，春汛峰量均不大，只有個別年份春汛洪峰大于夏汛。夏汛洪水多由暴雨形成，主要發生在7月-8月，形成暴雨的主要天氣系統有高空西風槽、低壓和冷鋒。一次洪水過程7d-10d，雙峰型洪水歷時15d左右，一次洪水集中歷時3d-5d。

4 分期洪水劃分

4.1 洪水時間統計規律

統計泥河水文站1957-2016年連續實測洪水系列，統計歷年最大1d和3d洪量及洪水出現時間，見表1。

表1 泥河水文站洪水出現數量統計表

由表1可以看出，最大一日洪量中有85.0%的洪水出現在7-8月份，最早為7月2日，最晚為8月31日；出現在9月份的次數為4次，占總年數的6.67%；最大1d洪量未出現在6月份。最大3d洪量中有86.7%的洪水出現在7-8月份，最早時間為7月2日，最晚為8月31日；出現在9月份的次數為3次，占總年數的5%；最大3d洪量未出現在6月份。

由上述可以看出，泥河水文站的洪水主要發生在7-8月份，以7月中旬-8月中旬為主。

4.2 洪水位次統計規律

1)將1957-2016年泥河水文站實測最大1d洪量和最大3d洪量進行排序，前20位洪水統計情況見表2。

表2 泥河水文站洪水出現時間統計表

由表2，60a系列中最大1d洪量前十位中，發生在7月—8月的共計9年，均發生7月中旬—8月，發生日期最早的洪水為7月14日；發生在9月份的有1a，為第9位洪水。最大1d洪量前20位中，發生在7月中旬—8月份的有17年，發生在9月份的有1年為第9位洪水，發生在10月份的1年，為第12位洪水；發生在7月上旬1年，發生日期為7月9日，為第17位，洪水量級較小。

60年系列中最大3d洪量前十位中，發生在7月中旬至8月份的有9年，發生在9月份的有1年(第10位洪水)；最大3d洪量前20位中，發生在7月中旬—8月份的有18年，發生在9月份的有1年(第10位洪水)，發生在10月份的1年(第11位洪水)。7月上旬發生洪水未列入前20位洪水。

由上述可以看出，泥河水文站7月上旬和8月下旬發生洪水量級小，大洪水主要發生在7月下旬-8月中旬。

2)點匯泥河水文站年最大一日洪量散點和長系列逐日最大流量散點，見圖1和圖2。

圖1 泥河水文站年最大一日洪量散點圖

圖2 泥河水文站逐日最大洪量散點圖

由圖1可以看出，60年系列中年最大洪水發生在7月上旬和8月下旬的洪水數量少，且量級小，日均流量<80m3/s，與7月中旬-8月中旬發生的最大洪水在量級上有一定的差距。

由圖2可以看出，60年中每日發生的最大洪水在7月上旬和8月下旬的洪水量級很小，日均流量亦<80m3/s，與7月中旬-8月中旬逐日最大洪水在量級上有一定的差距。

4.3 泥河水庫汛期劃分

從實測資料中洪水發生的時間和位次統計成果，可以看出泥河水文站7月上旬和8月下旬發生大洪水的概率較小，即使發生，洪水量級也不大，由于泥河水庫位于泥河水文站下游，泥河水文站發生洪水后泥河水庫才承接來水，為了安全考慮，泥河水庫可將主汛期設置在7月11日—8月31日。

黑龍江省水利水電勘測設計研究院和呼蘭縣水利科1974年對泥河水文站河段進行了歷史洪水調查，調查到的洪水年份有1911年8月、1932年8月、1965年8月和1973年8月份，調查到的大洪水未發生在7月上旬。

因此從已有資料來看將主汛期調整為7月11日至8月31日是合適的，泥河水庫可以以6月1日-7月10日為前汛期，以7月11日-8月31日為主汛期，以9月1日-9月20日為后汛期[2]。

5 結 論

按照上述分期統計分期設計洪水，前汛期和后汛期設計洪水均遠遠小于大汛期設計洪水；泥河水庫洪水調節按2級控制操作，入庫洪水流量<200m3/s時按來水流量下泄，維持起調水位；對各期洪水進行調洪演算后，水庫設計水位和校核水位均由大汛期設計洪水確定，本次汛期劃分未對水庫原設計規模產生影響。在不增加防洪風險的情況下調整水庫汛期劃分是協調水庫運行中興利與防洪矛盾的一個可行辦法。