嫩江流域洪水分析
2011-06-30盛长滨盛滨龙
盛长滨,盛滨龙
(1.吉林省白城市水文水资源局,吉林白城137000;2.吉林省大安市水政水资源管理办公室,吉林 大安131300)
嫩江是松花江北源。嫩江流域三面环山,流域西侧为大兴安岭东坡,海拔1000~1400 m;系嫩江主要干流及其右侧各支流的发源地;东侧为大兴安岭西坡,海拔600~1000 m;北侧为大兴安岭伊勒呼里山,海拔1030 m;东南侧为广阔的松嫩平原,海拔110~160 m。整个流域形态呈西北东南倾斜,呈现为独特的喇叭口地形,这种地形条件对嫩江流域降水有较大影响,喇叭口地形将使得低气流逐步收缩,抬升,而产生对流,有利于降水产生。
1 河流水系
嫩江干支流是松花江重要的水源地,流域内水系发育,支流众多。河网呈树枝状,右岸汇入多布库尔河,甘河,诺敏河,阿伦河,雅鲁河,绰尔河,洮儿河,以及霍林河等支流;左岸有门鲁河,科洛河,讷谟尔河,乌裕尔河,双阳河等支流注入。嫩江干流在莫力达瓦旗以上流经丘陵地带,河谷狭窄,坡度较大,以下进入平原区。河流蜿蜒曲折,多有河洲、汊河、浅滩,河道呈网状。嫩江主要一级支流(基本为面积大于10000 km2)有8条。
2 洪水成因
嫩江流域地处北温带季风气候区,大陆性气候特点明显。区域内多年平均降水量440 mm;年降水量的多年变化为300~700 mm,流域内汛期(6—9月)降水量约占全年降水量的80%。流域内形成暴雨的最主要条件是有充沛的水汽和相应的天气系统。它们将暧湿空气带入流域 上空,特别是嫩江干流右侧支流山区,汛期多受北来天气系统影响,如蒙古低压、贝加尔湖低压和冷涡等而产生降雨。而流域洪水主要由汛期暴雨形成。一种是汛期笼罩面积较大的暴雨产生;另一种是汛期在流域内某个区域出现连雨天,时间长达1个月以上,在这连雨之中出现暴雨而形成洪水。从1998年以及历史已发生的大洪水分析,流域内的大洪水过程多由几次暴雨洪水叠加而成。由一次暴雨即产生洪水的年份很少,一种天气系统暴雨形成全流域洪水的情况就更少。
洪水区与暴雨区基本一致,即Ⅰ区是内蒙古莫力达瓦达斡尔自治旗也就是尼尔基水库以上的河流地区,多受蒙古气旋形成暴雨洪水。由于水汽充沛,雨量往往较大且集中,洪水来势较猛;Ⅱ区是齐齐哈尔以上区域,由于受蒙古气旋、冷锋和东北倒槽等天气系统影响较多,降水历时较长,各支流洪水虽不集中,但先后汇入嫩江干流而形成大洪水;Ⅲ区是齐齐哈尔至三叉河口区域,也就是嫩江中下游区域,洪水特点是洪量相对较大,洪峰历时较长。
自有历史资料记录以来,嫩江流域主要洪水年份为 1794,1886,1897,1913,1932 年为调查洪水年份。其中的1794年最早,1932年洪水波及面最广,实测的大洪水年份有 1953,1956,1957,1960,1969,1995年和1998年。对于嫩江中下游洪水量级居前3位的年份为1998,1932,1969年。嫩江流域主要干支流历史洪水洪峰流量情况见表1。
表1 嫩江流域主要干支流历史前三位洪水洪峰流量表m3/s
3 洪水比较
从1969年和1998年历史大洪水情况看,1969年是建国以来除1998年外嫩江的实测最大洪水。造成1969年和1998年嫩江特大洪水的天气系统是非常相似的,均是东北冷涡云系长时间滞留徘徊在嫩江流域,造成流域内长历时、高强度、大范围暴雨洪水过程的重要成因。
1)洪峰水位1998年较1969年高。1998年嫩江最高水位从上游的阿彦浅至下游的大赉普遍高于1969年。其中阿彦浅~富拉尔基江段高0.30~0.39 m,江桥高1.61 m,大赉高2.40 m(还原值)。
2)洪峰流量1998年较1969年大。1998年嫩江中游同盟、富拉尔基洪峰流量分别是1969年洪峰流量的1.2倍和1.6倍;是江桥洪峰流量的2.5倍;是大赉洪峰流量的2.5倍。
3)洪峰传播时间1998年较1969年更快。1969年洪峰从同盟到富拉尔基是5 d。从富拉尔基到江桥是2 d,江桥到大赉是7 d。而1998年洪峰同盟到富拉尔基1 d时间多一点,富拉尔基到江桥仅1 d。相比较可以看出,同盟到江桥洪峰时间缩短了近5 d。而江桥到大赉的洪峰间隔时间仅1 d。富拉尔基、江桥、大赉各站洪峰提前的主要原因是区间洪水汇入造成的。1969年嫩江洪水主要来自于同盟以上河流,同盟以下各支流来水量不大。雅鲁河、绰尔河等支流洪水不大,均在1000以下,所以富拉尔基到江桥的洪水主要是同盟站洪峰演进形成的。而1998年富拉尔基到江桥的洪水除同盟以上来水外,区间来水占很大比重。实际上在同盟站洪峰还未到达富拉尔基、江桥时,由于区间洪峰与同盟站洪水的峰前叠加,形成复式洪峰。而大赉站洪峰提前的主要原因是江桥到大赉区间两处堤防决口造成。
4)形成嫩江洪水的河流区域不同。1969年洪水来自于同盟以上流域,同盟以下支流来水不大。从江桥的洪峰组成看,同盟洪峰占江桥的83%,区间来水占17%。1998年嫩江是干支流同时发水,而且是普遍超出历史洪水,以诺敏河、阿伦河、雅鲁河、绰尔河洪水更为稀遇。江桥的洪峰组成占富拉尔基49.2%,区间来水占50.8%。
5)高水持续时间不同。齐齐哈尔、江桥、大赉在1969年超警戒水位天数分别为19,19,26 d。而1998年超警戒水位天数是38,49,89 d。与1969年比较分别增长了 19,30,63 d。
6)各时段最大洪量1998年比1969年大。富拉尔基站 1998 年最大 1,3,7,15,30 d 洪量比 1969年各时段最大洪量偏大34%~53%。最大60 d洪量偏大 67%。大赉站 1998 年最大 1,3,7,15,30 d 洪量比1969年偏大70%~93%(实测值)。还原后大赉站各时段洪量是1969年的2.5倍
4 结语
嫩江流域由于集水面积大,干流长且支流多,河槽对洪水的调蓄作用也大。嫩江洪水是全流域型的;嫩江干支流洪水十分稀遇,洪水峰高量大;洪峰水位高,高水位持续时间长;洪水发生时间早,洪水次数多;研究表明:嫩江单独来水同样可以形成松花江洪水;嫩江是松花江洪水的重要组成部分。