嫩江水文站超标准洪水测报预案编制探析

肖 飞，李 靖，马尚男

（1.松辽委水文局嫩江水文水资源中心，黑龙江 齐齐哈尔 161000；2.嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

1 流域概况

嫩江水文站所处的嫩江流域位于黑龙江省、吉林省、内蒙古自治区境内。流域呈羽状，上游为山岳丘陵地带，中下游基本为平原地区，植被状况良好。嫩江是松花江的一级支流，全长1 370.0 km，流域面积为29.7万km2。嫩江左岸有卧都河、固固河、门鲁河和科洛河等支流汇入，右岸有多布库尔河、诺敏河、甘河等支流汇入，河道平均坡降1%～2%。流域属寒温带半湿润大陆性气候，冬季漫长而寒冷，夏季短而多雨。流域年平均气温为2.0～4.0 ℃，历年最低气温为-39.5 ℃，最高气温达40.1 ℃。冬季嫩江冰封期达150 d 左右，冰厚1.00 m 左右。流域洪水由暴雨形成，每年7—8 月为暴雨集中期，雨洪对应关系明显，波形既有单式洪峰也有复式洪峰。流域内建有尼尔基、察尔森等水库，下游大赉附近有胖头泡和月亮泡蓄滞洪区。

2 测站概况

2.1 测站基本情况

嫩江水文站始建于1950 年，位于黑龙江省嫩江市城区江畔公园，在1952，2018年曾先后变更为水位站和水文站，自2021年起升级为国家基本水文站，是嫩江干流中游重要控制站。该站断面上游5.0 km处建有嫩江公路大桥，下游122.0 km处为尼尔基水库坝址，站址以上控制流域面积为40 820.0 km2，距河口距离为721.0 km，测站水准基面采用1985 国家高程基准。该站的测验项目为水位、流量，承担向国家防总、松辽委等单位的水情报汛任务，同时也向地方防汛部门提供水文信息。

2.2 测验河段及断面情况

测验河段顺直，长度约600.00 m，平水期水面宽约200.00 m。水位在219.50 m 以上时，右岸出现跑滩，跑滩水面宽达2 000.00 m 左右；低水时，测验断面河段有沙洲，将水流分成两股，影响流量测验。河床主要由细沙和河卵石组成，河槽稳定。测验河段左岸为嫩江市城区堤防，堤顶高程为223.00 m，平均堤高为5.00 m，堤顶超高2.00 m，堤顶宽度为8.00 m，防洪标准为50 年一遇；右岸为滩地，滩地外围修有土堤，长约1.8 km。嫩江水文站基本水尺断面与流速仪测流断面重合，在基本水尺断面上游5.0 km 处有嫩江公路大桥，作为超标洪水辅助测流断面。

2.3 测站洪水特性

嫩江水文站洪水主要由上游暴雨形成，由于流域面积大，气象条件复杂，大洪水过程多由几次暴雨过程迭加而形成，洪水过程陡涨陡落，洪水历时短，洪水波坦化比较迅速，较大洪水过程一般持续3～5 d。嫩江干流每年一般出现1～4 次洪峰，多数年份为2～3 次。受断面冲淤和洪水涨落影响，历年水位流量关系线呈现为多条临时曲线。

2.4 测报能力现状

2018年，嫩江水文站改建时设计的测洪能力和供电报汛保障标准均为50 年一遇。为了更好地完成大洪水水文测报工作，近年来，测站又配备了无人机测流系统、GPS、无人船、卫星电话等先进水文测报设备，基本能够满足超标准洪水测报需求。

根据嫩江水文站实测历史水文资料及测验河段两岸堤防情况分析，测验河段左岸嫩江市城区堤防高程为223.00 m，风浪超高225.00 m，右岸滩地外围土堤高程为224.00 m。水位在223.00 m 以下时，在基本水尺断面兼测流断面可以控制住洪水主体不出槽；当水位超过223.00 m 时，基本水尺断面兼测流断面不能满足流量施测条件，经勘查，在测站上游5.0 km 处的嫩江大桥设立辅助断面，辅助断面左岸有堤防，堤顶高程为229.00 m，右岸为平原-丘陵过渡地带，堤顶高程为229.20 m。

2.5 交通状况

嫩江水文站位于黑龙江省嫩江市城区江畔公园，距巡测基地齐齐哈尔市245.0 km，交通便利，当发生超标洪水时，人员、设备能及时到达测站。

3 测报方案

3.1 确定洪水量级

测站防洪标准为50 年一遇，对应水位为221.68 m。根据嫩江水文站实际测洪能力和防洪标准，分别制定219.50 m（跑滩水位）至221.68 m（防洪标准）、221.68 m 至223.00 m（堤顶高程）和223.00 m 以上共3 个洪水量级的洪水测报方案。

3.2 测报方案

3.2.1 水位219.50 m 至221.68 m 测报方案

1）水位观测

根据水位涨落变化情况，采用浮子式自记水位计进行四段制观测，实时掌握水位变化情况，1名报汛人员负责水位校核及报送。

2）流量测验

水位过程线上相邻测次水位间隔不大于0.80 m，时间间隔不大于12 h，洪峰附近不少于1 测次；超出历年实测流量时，应对超出部分增加测次。此方案选用ADCP 走航式测流，采用测船拖拽ADCP（M9 型）在嫩江水文站基本水尺断面兼流速仪测流断面施测，完成2 个测回后，计算断面流量。

3）报汛方案

报汛包括水位、流量，水位采用自动水位监测设备观测值，流量成果随测随报。施测时，1 人协调指挥，1 人采用移动电话或卫星电话进行报汛。

3.2.2 水位221.68 m 至223.00 m 测报方案

1）水位观测

根据水位涨落变化情况，采用浮子式自记水位计实时观测，并按四段制进行人工校核。人工校核时，在基本水尺断面附近设立临时水尺观测。观测时，1 人协调指挥、1 人负责高程比测及水位观测、1 人负责水位报送。

2）流量测验

水位过程线上相邻测次水位间隔不大于0.40 m，时间间隔不大于6 h，洪峰附近不少于2 测次；超出历年实测流量时，应对超出部分增加测次。有两种施测方案：①采用无人机测流系统施测。无人机需要提前上报空管部门同意后使用，并在嫩江水文站基本水尺断面兼流速仪测流断面施测。1人操作无人机、1人辅助、1人校核。②采用浮标反施测。基本水尺断面兼流速仪测流断面作为浮标中断面，上、下浮标断面距中断面均为150.00 m。施测时，在浮标上断面用测船沿河宽均匀投放浮标，观测并记录各浮标经上、下断面间的运行历时，测定各浮标流经中断面的位置。施测时，1 人驾驶测船、1 人投放浮标、1 人观测、1 人记录。

3）报汛方案

报汛内容包括水位、流量或其他险情，水位采用自动水位监测设备观测为主，人工观测为辅；流量成果随测随报；预报成果经会商后及时报出。施测时，1 人协调指挥，2 人采用移动电话、卫星电话和水情交换系统进行报汛。

4）转移方案

当设备、物资等受洪水影响发生安全隐患时，上报领导同意后，及时将主要测验设备、物资等转移到嫩江公园浮子水位平台内；当危及人身安全时，测验人员马上撤离。

3.2.3 水位223.00 m 以上测报方案

1）水位观测

根据水位涨落变化情况，采用应急自动水位监测设备实时观测，并以人工观测为辅，水位涨落急剧时，应每4 h 观测1 次，并根据需要随时加密观测。当基本水尺断面水位在风浪超高范围内时，采用应急自动水位监测设备在该断面继续观测水位；当基本断面堤防水位不可控时，在测站上游5.0 km 处的超标洪水辅助测验断面提前布置自记水位应急监测设备，并完成水准高程引测，水文应急监测队伍前往嫩江大桥处的测验断面观测水位。施测时，1 人负责协调指挥、1 人负责水位观测、3 人负责高程引测、1 人进行自记水位设备调试及数据报送。

2）流量测验

水位过程线上相邻测次水位间隔不大于0.20 m，时间间隔不大于4 h，洪峰附近不少于3 测次。超出历年实测流量时，应对超出部分增加测次。有两种施测方案：①无人机测流系统施测。无人机需要提前上报空管部门同意后使用，在嫩江大桥处的辅助断面施测流量。施测时，1 人操作无人机、2 人辅助、1 人校核。②水位流量关系曲线延长法。将历年综合线的水位延长至229.00 m，通过查水位流量关系曲线图获取流量。

3）报汛方案

报汛内容包括水位、流量、堤防溃决或其他险情。水位采用应急自动水位监测设备观测为主，人工观测为辅；流量成果随测随报；预报成果经会商后及时报出。施测时，1 人协调指挥，3 人采用移动电话、卫星电话、固定电话和水情交换系统进行报汛。

4）转移方案

当设备、物资等受洪水影响发生安全隐患时，上报领导同意后，及时将主要测验设备、物资等转移到嫩江市政府大楼内；当危及人身安全时，撤离全部人员。

4 保障措施

4.1 组织保障

成立嫩江水文站超标洪水测报应急小组，在预报水位超警戒且在50 年一遇（221.68 m）以下时，由中心应急小组开展应急测报；若预报水位超50 年一遇时，向松辽水利委员会水文局（信息中心）报告，并请求水文局（信息中心）成立超标洪水测报领导小组指导工作。

4.2 技术保障

汛前，收集嫩江水文站各项考证资料和辅助大断面等相关资料，超标洪水过后应及时补充调查。测报过程严格按照“四随”工作要求，加强合理性分析检查，确保测验质量。

4.3 物资保障

加强防汛物资管理，及时对仓库物资进行清点、补充、养护。 根据预报情况，当可能发生超标洪水时，提前3 d 将防汛物资、生活必需品、应急电源等调拨至测站。常规情况下采用市电，发生电力中断时，启用备用发电机组发电。常态储备好50 L 汽油，做到每月检查试运行不少于1 次，确保发电机组运行正常。

4.4 安全保障

当发生超标洪水时，必须在确保安全的前提下实施水文测报作业，同时，要做好设施设备、水文资料和人员转移工作，确保生产安全。每月对救生衣等安全用具和安全生产隐患开展1 次排查，超标洪水来临之前要进行全面检查。

5 后期处置

5.1 水毁工程修复

洪水过后，应立即对水文测报设施设备的水毁情况进行摸查、上报，制定修复计划，及时修复。

5.2 水文调查

洪水过后，应立即开展暴雨洪水调查，并在1个月内完成调查工作。按照规范要求制定技术方案，主要包括调查内容、调查方法和调查要求；重点调查暴雨量及覆盖区域、洪痕及水面线、溃漫堤等情况，并进行水位、峰量、洪量还原计算等；编写调查报告。

6 结语

在系统分析嫩江流域历史大洪水特点和规律的基础上，制定出嫩江水文站超标准洪水测报预案，可为切实做好辖区内的流域特大洪水水文应急测报工作提供技术遵循，对提高洪涝灾害风险防控能力，确保流域防洪安全、供水安全和生态安全具有重要意义。随着时间变化，应定期对新发生的暴雨洪水开展规律分析工作，查漏补缺，完善预案，为今后有效地开展流域性大洪水的水文测报工作提供技术指导。