松辽流域特大洪水水文应急测报方案研究

李月宁，刘美玲，付 鹏，刁晴茹

（松辽水利委员会水文局（信息中心），吉林长春130021）

松辽流域面积大，河流众多，下垫面条件复杂，是洪水灾害频发地区之一。尤其是近年来受气候变暖影响，流域性暴雨洪水时有发生，给人民生命和财产造成严重损失。因此，针对松辽流域洪水规律和特点，制定特大洪水水文应急测报方案，提高水文应急测报能力，是十分必要和重要的。

1 松辽流域大洪水

1.1 流域概况

松辽流域泛指我国东北地区的松花江、辽河、沿黄渤海诸河及跨界河流（中国侧）流域，总面积为123.51万km2。西、北、东三面环山，南濒渤海和黄海，中、南部形成宽阔的松嫩平原和辽河平原，东北部为三江平原，东部为长白山系，西南部为七老图山和努鲁儿虎山，大、小兴安岭屏峙于流域的西北部和东北部，中部为松花江和辽河分水岭的低丘冈地。主要河流有额尔古纳河、黑龙江、松花江、辽河、浑河、太子河、乌苏里江、绥芬河、图们江、鸭绿江以及独流入海河流等。松辽流域为温带大陆性季风气候区，冬季严寒，夏季温热，年平均气温为-4～10℃。多年平均降水量分布在300～1000mm之间，由东向西递减。

1.2 历史洪水灾害

1791—1911年的121年间，松辽流域共发生水灾78次，其中特大洪水4次，局部大洪水24次，一般洪水50次。1912—1948年的37年间，共发生水灾27次，其中特大洪水6次，局部大洪水8次，一般洪水13次，水灾频繁且连续性强。1949—1998年的50年间，共发生水灾30次，其中特大洪水9次，局部大洪水7次，一般洪水14次。

1998年是东北地区自建国以来发生洪涝灾害最为严重的一年，特别是嫩江流域发生了较大的洪涝灾害，给东北地区造成的直接经济损失达480多亿元，占东北地区直接经济总损失的86.61%。

2013年汛期（6—8月），松花江流域和黑龙江干流共有44条河流发生超警戒以上洪水，16条河流发生超历史洪水。黑龙江干流同江至抚远江段发生超100年特大洪水，嫩江上游发生超50年特大洪水，第二松花江上游发生超20年一遇大洪水，洪涝灾害造成的直接经济损失达7800万元。

2016年乌苏里江中上游流域出现连续降雨，致使乌苏里江上游发生历史第1位洪水，中游发生有资料记载以来的第2位洪水。洪水呈峰高量大、持续时间长的特点，虎头水文站洪峰水位为54.88m，超过警戒水位1.88m，重现期超过30年，水位为1951年有记录以来第一位。洪水致使黑龙江省虎林市、双鸭山市0.29万hm2农田受淹。

2 暴雨洪水特性

1）黑龙江流域

黑龙江流域降水可分为气旋、对流、地形和台风等4种类型，其中以气旋降水为主，气旋降水占全年降水的90%以上。暴雨引起的洪涝灾害是黑龙江流域最大的自然灾害。黑龙江一次暴雨历时一般为3d，而主要雨量集中在24h内。造成黑龙江全流域性的洪水，往往不是同一次暴雨形成，而是由几次连续降雨或暴雨在不同支流上产生洪水，经遭遇组合成干流大洪水。黑龙江洪水具有变化显著的特点，由于流域内地形、植被及冰冻层等良好产流条件，夏季雨量充沛而集中，所以容易形成集中而剧烈的洪水。

2）松花江流域

松花江流域发生洪水的时间大多在7—9月。嫩江、松花江干流和各大支流一般在暴雨后5～7 d出现洪峰,丰满水库入库流量一般在大暴雨之后2d左右达最大值。嫩江干流和松花江干流，洪水过程由多条支流来水汇集而成，洪水在河道内传播时间长，且河槽调蓄作用大，一次洪水历时很长。松花江干流哈尔滨站多为单峰型洪水；松花江干流下游佳木斯站，由于受牡丹江和汤旺河洪水影响，当上述两支流发生洪水时，则佳木斯站出现双峰型洪水，前峰为支流来水，后峰为松花江干流上游来水。由于流域集水面积大、气象气候条件多种多样，各地区地形也有很大差异，所以整个流域由一次暴雨形成的大洪水年份很少，大部分是局地性的洪水汇合而成。

3）辽河流域

辽河流域洪水主要受暴雨、下垫面、水系组成及河道形态等因素制约。暴雨主要发生在7，8月，一次暴雨历时一般不足3d，主要雨量又多集中在24h以内。与此相应，辽河流域的洪水大多出现在7，8月，尤以7月下旬至8月上旬为最。由于降雨历时短、雨量集中，各主要支流又多流经山丘地区，汇流速度快，因此洪水多陡涨陡落，一次洪水过程不超过7d。暴雨有时连续出现，使一些年份的洪水呈现双峰，双峰洪水历时一般在13d左右，两峰间隔3～4d。辽河流域暴雨洪水均为部分流域所形成，全流域干支流同时发生大洪水可能性很小。

3 超标洪水水文应急测报方案

3.1 建立应急指挥体系

针对洪水特点，流域水文机构成立水文应急监测领导小组，负责流域特大洪水的水文应急监测工作。应急测验队为非常设机构，由水文应急监测领导小组领导。应急测验队下设4个行动小组：通信组负责通信网络建设及测验信息传输；水情组负责应急水文预警预测及计算分析工作；测验组负责现场应急水文测验工作；后勤组负责后勤保障及设备维护工作。当发生特大洪水应急事件时，应急测验队根据水文应急监测领导小组指令，组织相应人员开展现场应急测验工作。

3.2 建立预警预防机制

3.2.1 预警信息采集

预警信息包括水文气象信息和洪水预报信息。水文气象信息主要有降水量、水位、流量、含沙量等水文要素信息和气象信息及其变化趋势；洪峰水位、流量、相应时间等水文特征信息；发生溃坝、决口、行蓄洪区运用、分洪河道分洪、大型水库泄洪等特殊水情信息。洪水预报信息主要有大江大河干、支流水文站水位流量过程预报，洪峰水位、洪峰流量预报，水库入库洪水预报和库水位过程预报。

3.2.2 预警预防行动

1）做好汛前准备工作。加强组织领导，明确岗位职责，细化人员分工；从实际出发，研究和解决水文测报工作存在的短板和问题，切实做好水毁水文测报设施设备的修复和测报设施设备的维修养护；认真开展水准点及水尺零点高程校测、大断面测量、雨量计注水实验等准备工作；对水文专用仪器、水文测船、自备应急供电电源等相关设施设备进行系统检查、维护保养，确保运行良好，在高洪状态下“测得到、测得准”；对数据传输设备、数据接收处理设备、通信信道、各类数据处理软件进行全方位地检查与测试，保持报汛通信网络畅通，确保防汛数据“报得出、收得到”；优化资源配置，做好备品备件的储备。

2）制定测洪、报汛方案。重要水文站测洪及报汛方案是防洪预案的重要组成部分，重要水文站的洪水信息是防汛决策的重要依据。各测站要总结近年来大洪水的测报经验，进一步规范洪水测报工作，特别是特大洪水的测报要有相应对策和应急措施，更好地为防汛决策指挥当好耳目与参谋。按照水利部《全国重要水文站测洪及报汛方案》的相关要求，结合水文监测技术的最新发展动态，制定或修订重要水文站测洪及报汛方案。

3.2.3 水文测报实施

各测站应加强对灾害性水情的监测，选定切合实际的测验方法及相应的仪器设备，制定各级洪水的水文测验预案，大江大河干流控制站能测到50年一遇的洪水，支流主要水文站能测到有历史记录以来的最大洪水，为流域内各级水行政主管部门提供全面、快速、准确、及时的实时信息。

当江河即将出现洪水时，流域水文机构应做好洪水预报工作，及时向相关水行政主管部门报告雨情、水位、流量的实测情况和洪水走势。测站所属水文机构负责测站测报设施设备的运行维护与管理，当遇到重大水雨情、特殊水情和突发性事件等，及时向流域水文机构报告。遇特殊水情时，水文应急机动测验队迅速及时地收集分洪溃口或扒口相关水位、流量等实时信息。

3.3 建立应急响应机制

当测区范围内发生或预测发生符合下列条件之一的事件时，依据事前编制的应急响应工作规程，启动相应级别的应急响应。

1）当预测大江大河干流可能发生超过河道保证水位的大洪水或特大洪水；

2）大江大河干流重要河段堤防发生决口；3）重点大型水库发生垮坝；

4）其他需要启动应急响应的情况。

3.4 建立应急监测机制

3.4.1 特大洪水监测

1）各水文测站按照最新的《水文站测洪及报汛方案》和应急测报预案实施监测。

2）汛前做好测报大洪水的物资准备，确保在发生流域特大洪水时能测得到、测得准、报得出。当发生的洪水超出现有设施设备的测洪能力时，应采用一切可能措施，在保证测验安全的前提下，尽量收集水文信息。

3）充分利用先进监测技术。按照《水利部印发关于深化水文监测改革指导意见的通知》《水利部办公厅关于印发水文现代化建设技术装备有关要求的通知》和《水利部水文司关于印发基于侧扫雷达在线流量监测系统等6项新技术成果应用指南的通知》等要求，优先使用非接触式、自动在线监测设备，用于特大洪水的水文应急监测工作，不断创新水文测验方式，加大新技术应用力度。

4）要加强特大洪水水文应急监测的实施组织工作。根据本测区水文特性，不断完善测洪及报汛方案，提高方案的针对性、实用性和可操作性，并于每年汛前针对性地开展水文测报能力培训和应急演练。建立应急响应机制，合理进行应急监测人员和仪器设备的调配，充实应急监测队伍和技术装备。加强测验成果分析，认真总结监测工作的经验和不足，不断提高特大洪水水文应急测报能力。

5）各监测站点测验人员要熟练掌握非常情况下的测验方法，完成本站设计标准洪水范围内的水文测报任务，根据洪水变化、突发事件实际情况、响应程度及其他要求，实时调整应急监测对象、要素、方法、手段与频次。发生超标准洪水时，应在保证人员、装备安全的前提下，尽量完成应急测报预案设计的监测工作，并尽量提高监测时效和监测成果精度。

3.4.2 溃口（分洪）应急监测

当河流发生特大洪水，部分河段发生溃口，或按照计划实施分洪时，应按照《水文应急监测技术导则》等技术规定的要求及时开展溃口（分洪）水文应急监测，具体要求如下：

1）监测范围应包括溃口（分洪）堤段、淹没区、主河段一定区间以及区间内支流。

2）监测应收集溃口（分洪）区域数字化地形图、防洪堤沿线平面图和断面图及分洪方案、溃口（分洪）区水位库容曲线等基础资料，并制定应急监测方案。

3）测验河段应选择在溃口（分洪）附近，监测设施应布设在河岸或堤防稳固处，确保作业安全。测验断面应根据测验方法布设，可在口门处布设上下浮标断面，溃口（分洪）处主河道上下游布设测流断面。测验河段内有支流加入或其他分流还应布设相应的测验断面。

4）监测精度和频次应满足分洪方案、溃口淹没预警预报及堵口的需要；水位、水深观测应符合相关规定要求；流量测次应能满足现场抢险决策的需要及控制溃口（分洪）流量过程。

3.5 建立信息报送机制

水文测报信息实行分级上报，归口处理，同级共享。松辽流域防汛水文应急测报信息报送流程：

1）水雨情信息。水文站→测站所属水文机构→流域水文机构→水利部。

2）洪水预报信息。测站所属水文机构→流域水文机构→水利部。

3）溃口（分洪）监测信息。测验现场采用GSM/GPRS通信网络及卫星通信网络报送流域水文机构。

水文应急测报信息的报送和处理，应快速、准确、详实，重要信息要立即上报，因客观原因当时难以准确掌握的信息，应及时报告基本情况，同时抓紧了解情况，随时补报详情。

4 结语

特大洪水的发生、发展具有时间上的突发性、地域上的随机性和危害程度的不可预见性，这些不确定因素决定了水文应急测验工作的随机性与复杂性。因此，流域内各级水文部门应深刻认识到水文应急测报工作的重要性，充分研究流域历史特大洪水的特点和规律，有针对性地制定水文测报方案。要加强组织领导，明确指挥体系与职责，建立快速有效、措施得力的应急响应和应急测报等工作机制，同时做好通信、资金、交通、安全等方面的保障工作。做到有备无患，保护人民生命和财产安全。