牡丹江牡丹江水文站防洪特征水位的初步修定

冯 雪，吴 彤

（松辽委水文局嫩江水文水资源中心，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

牡丹江城市堤防保护的主要城镇为牡丹江市城区，共保护人口81.55万人，保护耕地1.66万hm2，保护乡镇4个。牡丹江市是黑龙江省重要的边境贸易口岸，是牡丹江地区经济区的中心城市和交通枢纽，是以绿色食品、医药化工、电子信息和旅游产业为主的山水园林城市。城市基础设施雄厚，工业结构合理，在黑龙江省财政税收中占有重要地位。因此，牡丹江站防洪特征水位设定的是否科学，对牡丹江市的经济社会发展和人民生命财产安全至关重要。

1 基本情况

牡丹江水文站位于黑龙江省牡丹江市西安区兴隆镇。水文站以上主要支流有马莲河、蛤蟆河、海浪河。上游有大中型水利枢纽7座，从上游向下游依次为镜泊湖电站、阿堡电站、青年电站、渤海电站、红卫电站、红农电站和石头等电站。

牡丹江水文站始建于1934年2月，1945年停测，1949年复设为水位站，1954年改为水文站。基本水尺断面位于左岸堤防标志桩2+731 m处，2004年1月1日基本水尺断面上迁840 m，改为牡丹江（二）水文站。基本水尺断面位于左岸堤防标志桩1+891 m处。左岸为牡丹江城区防洪大堤，右岸正在修建设计标准为50年一遇的堤防。从2005年1月开始用新断面观测值报汛。其新旧断面水位换算关系为：新断面水位大于225.20 m且小于227.66 m时，用公式:

式中：y——旧断面水位，m；x——新断面水位，m。

推算原断面水位，新断面水位大于227.66 m以上没有对比观测资料。根据实测比降资料分析计算，高水部分为原断面水位加上0.80 m为新断面水位。

牡丹江水文站现用水准基面为大连基面，大连基面与黄海基面的换算关系为：H黄海m=H大连m+6.02 m，此值采用黑龙江省水利水电勘测设计研究院编写的《黑龙江省牡丹江市城市防洪工程初步设计报告》中的成果。

2 洪水特性

牡丹江站洪水主要由牡丹江干流来水和左岸一级支流海浪河雨洪所造成。洪水具有山区性河流特性，具有涨落快、流速大、洪峰停留时间短的特点。大水年份，一次洪水有两个洪峰，一般前峰大于后峰（有时后峰仅为前峰的50%～60%），两峰间隔为2～3 d。前峰主要由镜泊湖以下区间及海浪河形成，后峰主要来自镜泊湖溢流。区间流域，特别是海浪河流域，坡度大，径流系数大，有利于洪峰的形成，造成牡丹江站尖瘦的前峰。镜泊湖以上洪水，因流路长，加上镜泊湖的调节影响使洪峰出现时间推迟，当流到牡丹江站时，区间洪峰早已过去，仅与区间洪水尾部组成牡丹江站的后峰，因此洪峰平缓。

牡丹江从1954年建站至今排在前3位的大洪水是1960年、1991年和1964年。1960年8月24日，牡丹江发生建站以来第一位大洪水，洪峰水位231.22 m，洪峰流量6 230 m3/s。洪峰持续时间2 h，洪水历时36 d，其中涨水7 d，落水29 d。此次洪水使牡丹江流域内宁安市、牡丹江市、海林市、林口县和依兰县0.86万hm2农田被淹，受灾人口24万人，死亡13人，水库决口17座，水毁涵闸147座，堤防决口118处，堤防损坏长度19.6 km，冲毁各种水利工程726座，冲毁铁路路基227段，损坏公路干线203 km。63个工厂、矿井被水围困，倒塌房屋31 750间，洪水造成直接经济损失0.62亿元。

1991年7月31日，牡丹江发生建站以来第二位大洪水，洪峰水位230.60 m，洪峰流量6 070 m3/s。洪峰持续时间2 h，洪水历时33 d，其中涨水3 d，落水30 d。此次洪水给牡丹江流域造成严重灾害。受灾村屯630个，人口18万人，全部或部分停业的企业96家，农作物受灾面积11.36万hm2，粮食损失11.4万t，死亡人口9人，倒塌房屋1.44万间，冲毁桥涵1 419座，冲毁铁路路基1 237 km，损坏输电线路317 km，损坏通讯线路387 km，损坏堤防197.13 km，洪水造成直接经济损失6.92亿元。

1964年8月21日，牡丹江发生建站以来第三位大洪水，洪峰水位230.66 m，洪峰流量5 280 m3/s。洪峰持续时间2 h，洪水历时32 d，其中涨水13 d，落水19 d。此次洪水受灾耕地面积0.87万hm2，损失粮食43.7万kg，受灾人口10.3万人，死亡人口23人，倒塌房屋8 011间，冲毁堤防10.2 km，冲毁公路77.6 km，洪水造成的直接损失达0.34亿元。

3 设计洪水计算

采用《黑龙江省牡丹江市城市防洪工程初步设计报告》（黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2003年）牡丹江站设计洪水成果。计算方法为：实测及插补资料连续系列59年，特大洪水处理年份为 1862，1896，1851，1900，1960，1914，1932 年和1991年，首位洪水重现期按1851—1998年148年第一位处理。采用以上不连续系列进行频率计算，按加入特大洪水的方法计算经验频率，以矩法计算统计参数初值，采用P—Ⅲ型理论曲线适线，用目估适线法确定统计参数和设计值。设计水位根据设计流量由本站水位流量关系曲线查得。成果如表1所示。

表1 牡丹江牡丹江（二）水文站设计洪水成果表

4 防洪工程

牡丹江市位于牡丹江中游，城区段江道长18.8 km，江道比降0.5‰。行洪宽度500～700 m，主槽宽度120～280 m。牡丹江市城区左岸堤防始建于1942年的日伪时期，1991年前防洪标准为15年一遇，右岸无堤防。1991年牡丹江大洪水后，城区堤防先后进行了3次大规模续扩建，防洪能力明显提高。

牡丹江市左岸堤防：牡丹江左堤西起黄花站的滨绥铁路，东至牡丹江市工业水源地与北安河回水堤相接。长18.8 km，均质土堤加防浪墙；堤高4～9 m，堤顶宽12 m，设8 m宽混凝土堤顶路；堤迎水坡为混凝土板护坡，坡比1∶2.5；背水坡坡比1∶3，为生物护坡，设一级马道，防洪标准为100年一遇。牡丹江市右岸堤防：牡丹江右岸堤防上起兴隆河口，下至东小河口，长4.95 km。兴隆河右回水堤上起兴隆河小桥，下至兴隆河口与牡丹江右岸堤防相接，长0.47 km。东小河左回水堤上起201国道桥，下至东小河河口与牡丹江右岸堤防相接，长2.05 km。防洪标准均为50年一遇。

5 防汛特征水位的确定

牡丹江水文站新断面处，现有防洪标准为100年一遇，地面高程230.69 m，抢险路面高程230.02 m，堤脚高程229.68 m，堤顶高程为235.70 m（以上均为大连基面）。由于牡丹江左岸堤防防洪标准已达100年一遇，右岸达50年一遇，堤防标准明显提高，又因2004年原水位观测断面上迁840 m至新断面，因此防汛特征水位也应随之调整。

牡丹江站原基本水尺断面警戒水位是229.00 m（大连基面），相应流量3 470 m3/s，相当于5年一遇洪水。新断面新拟定的警戒水位是230.15 m（大连基面），相应流量3 980 m3/s，相当于10年一遇洪水。当达到此水位时，洪水威胁到堤脚0.20 m，防汛部门要加强巡查和守护及抢险准备工作。原基本水尺断面保证水位是230.60 m（大连基面），相应流量6 070 m3/s，相当于30年一遇洪水。根据左岸堤防防洪标准到100年一遇，右岸堤防50年一遇，按照兼顾左右岸，以及牡丹江1991年发生建国以来第二大洪水，洪峰流量6 070 m3/s，当时左岸低标准堤防经抢险未出现决口，新断面新拟定保证水位为232.10 m（大连基面），相应流量7 350 m3/s，相当于50年一遇洪水。当达到此水位时，是右岸堤防安全运行的上限洪水位，左岸堤防已高水位，有出现险情的可能，防汛进入全面紧急状态。这时要密切巡查，全力以赴，确保堤防安全。特征水位修订成果如表2所示。

表2 牡丹江牡丹江（二）水文站特征水位修订成果表