劉陽明，王化鑫，唐永美，關(guān) 鑫

（松遼水利委員會水文局黑龍江上游水文水資源中心，黑龍江 黑河164300）

1 問題的提出

2000年以前，黑龍江干流沿岸中國側(cè)堤防工程主要以天然堤防和土壩堤防為主，城市河段也多是在天然河道基礎(chǔ)上進行塊石襯砌護岸，防洪標準較低，防汛特征水位確定的標準也相對較低。近些年隨著國民經(jīng)濟和水利事業(yè)的發(fā)展，國家對堤防防護工程的投入逐步加強，黑龍江干流沿岸堤防工程建設(shè)得到很大改善，堤防工程的防洪標準得到普遍提高，位于黑龍江中上游的卡倫山水文站于1978年建站并確定的防汛特征水位已與防洪工程現(xiàn)狀不相匹配。2013年6月上旬，卡倫山站出現(xiàn)5年一遇的洪水，洪峰流量17 500 m3/s，洪峰水位123.95 m，洪峰水位已超該站保證水位0.14 m，水位數(shù)據(jù)本應(yīng)表明當(dāng)?shù)胤篮楣ぷ鲬?yīng)進入緊張狀況，但實際情況是，卡倫山站附近江段堤防僅開始全面臨水，堤防未有任何險情，卡倫山站上游26 km 的黑河水位站當(dāng)時還處于警戒水位以下。2013年8月中旬，卡倫山站出現(xiàn)20年一遇洪水，洪峰水位達126.05 m，超保證水位2.24 m，該站防汛預(yù)警區(qū)域內(nèi)堤防未出現(xiàn)垮壩、漫堤現(xiàn)象?？▊惿秸颈┞冻龇篮樘卣魉徊荒芊从车谭拦こ虪顩r的問題，所以要依據(jù)卡倫山水文站預(yù)警區(qū)內(nèi)的防洪工程建設(shè)情況及相關(guān)水文資料，重新修訂警戒水位和保證水位，確定符合實際情況的防洪特征水位。

2 測站基本情況

卡倫山水文站位于黑龍江干流黑河市下游26 km，結(jié)雅雅河河口下游18.9 km，俄羅斯格羅臺科沃水文站下游4.2 km 處。集水面積72.5 萬km2，至河口距離1 899 km，是國家重要水文站和中央報汛站。卡倫山水文站測驗河段順直，長約2 500 m，深槽偏于右岸，平水時河寬約900 m，河床為沙卵石組成，斷面沖淤變化不大。基本水尺斷面上游2 000 m 處有卡倫山島。河道比降為1.00×10-4，天然河道糙率為0.026。水位流量關(guān)系為單一關(guān)系曲線。水文站高程系統(tǒng)采用國家85 基準高程系統(tǒng)。黑龍江支流結(jié)雅河上游650 km 處有座結(jié)雅水庫，總庫容873 億m3，總裝機容量129萬kW，1975年開始蓄水發(fā)電。

卡倫山水文站洪水來源主要是黑龍江干流上游和結(jié)雅河來水組成。年最大洪峰多發(fā)生在7—9月，少數(shù)年份發(fā)生在5，6月或者10月；一次洪水歷時較長，從起漲至回落平需20～40 d；洪峰流量大，洪峰多為單峰型，有時也有雙峰型，洪峰形狀為矮胖型。自1872—2013年間發(fā)生大于20 000 m3/s的洪水共17 次，其中4 次以結(jié)雅河來水位主，4 次以黑龍江上游來水為主，其余9 次為共同來水。

根據(jù)卡倫山水文站上游結(jié)雅河和下游勝利屯水位站的位置分布，確定卡倫山水文站防汛預(yù)警區(qū)間為長發(fā)屯至孫吳縣沿江鄉(xiāng)，區(qū)間航道里程101.8 km，防洪保護目標為黑龍江干流沿江的四嘉子鄉(xiāng)、愛輝鎮(zhèn)、紅色邊疆農(nóng)場、沿江鄉(xiāng)等共計20 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)村屯，人口總數(shù)約為2 萬人。

卡倫山水文站預(yù)警區(qū)堤防工程包括小烏斯力、黃旗營子、坤河堤防、大五家子、四季屯五段堤防工程，堤防總長61 km，堤防頂寬3.0～6.0 m，迎水坡邊坡1∶1～1∶6，背水坡邊坡1∶1～1∶3，堤高3.0～7.0 m，堤頂高程129.70～119.17 m，防洪標準為10年一遇，堤防級別為四級。防汛預(yù)警區(qū)域的防洪堤壩為粉質(zhì)粘土細沙基土堤，堤基、堤身無防滲措施，堤防大流沖頂點等險工弱段已消險加固。

3 洪水設(shè)計成果

2013年黑龍江特大洪水后，為加快黑龍江干流堤防工程建設(shè)，保證度汛安全，2013年12月，黑龍江省水利廳組織編制了《黑龍江省黑龍江干流堤防應(yīng)急度汛工程初步設(shè)計報告》，并通過了水利部松遼水利委員會的審查。審查意見明確黑龍江干流各站設(shè)計洪水按洪水水位系列（包括凌汛洪水位）排頻計算，并且確定了干流各站設(shè)計洪水成果。鑒于設(shè)計洪水成果已通過審查，并且近期黑龍江干流堤防工程將依此設(shè)計，為與今后堤防工程相銜接，此次防洪特征值修訂分析工作采用此分析的設(shè)計洪水成果。

4 高程聯(lián)測及2013年洪水水面線測量

根據(jù)卡倫山水文站及防汛預(yù)警范圍調(diào)查資料，對卡倫山水文站、防汛預(yù)警區(qū)域的堤防工程頂部、臨水及背水堤腳進行聯(lián)測。同時，開展黑龍江干流卡倫山水文站防汛預(yù)警區(qū)域河段2013年洪水水面線調(diào)查與測量工作。整個外業(yè)測量采用萊卡GS14 GNSS 全球定位接收機進行，利用區(qū)域GPS 點進行平面和高程聯(lián)測及洪痕測量，最遠碎步點和已知控制點距離小于5 km,每點觀測時間大于3 min，高程誤差小于±0.040 m。

5 2013年洪水對防汛預(yù)警區(qū)域影響情況

2013年7月末以來，受上游連續(xù)強降雨和額爾古納河、額木爾河、盤古河、呼瑪河及俄羅斯結(jié)雅河來水影響，黑龍江干流卡倫山段水位持續(xù)上漲，黑龍江沿岸孫吳、遜克、愛輝區(qū)3 個縣（區(qū)）相繼有堤防出現(xiàn)滲水和管涌，預(yù)警區(qū)域內(nèi)磚窯村至黃旗營子段，坤河段，紅色邊疆至下馬場十連段，四季屯至小樺樹林子段，沿江至勝利屯段出現(xiàn)滲水和管涌。受洪水持續(xù)影響，地方防汛部門根據(jù)當(dāng)?shù)氐虊吻闆r，下馬廠、四季屯、大小樺樹林子、沿江、東霍爾莫金、勝利屯的村民提前轉(zhuǎn)移。黑遜國防公路頭道溝、坤河大橋、磚窯村等多處公路出現(xiàn)過水險情，交通中斷。此次洪水，由于卡倫山水文站預(yù)警范圍內(nèi)，防汛搶險人員較早投入，險工段大型機械的使用，而未出現(xiàn)決堤現(xiàn)象及因洪水產(chǎn)生的生命安全問題。

6 防汛特征水位修訂分析

卡倫山水文站基本斷面的水位可反映防汛預(yù)警區(qū)內(nèi)的水情，對防汛預(yù)警區(qū)內(nèi)的防汛工作有重要的指導(dǎo)意義。卡倫山水文站原警戒水位213.31 m，為重現(xiàn)期約3年一遇的常遇洪水，原保證水位213.81 m，為重現(xiàn)期不足5年一遇洪水。近年來隨著沿江防洪工程逐年整治和加固，其防汛特征水位已不能反映河堤實際防洪能力及預(yù)警區(qū)域汛情危機程度。

根據(jù)卡倫山水文站預(yù)警區(qū)內(nèi)的防洪工程建設(shè)情況及防洪工程測量成果，警戒水位的確定是以堤防普遍臨水、堤腳威脅較大的洪水需要加強堤防巡查和重現(xiàn)期5年一遇洪水為依據(jù)，警戒水位修訂為124.31 m。

卡倫山水文站防汛預(yù)警區(qū)域內(nèi)農(nóng)村段堤防均為民堤，雖然過去曾按4 級堤防進行過設(shè)計，但由于當(dāng)時水文資料系列較短，設(shè)計標準較低，且預(yù)警區(qū)域內(nèi)堤防工程為土堤，建于21 世紀70 至80年代,抵御洪水能力較弱，高洪水期河段較長時間持續(xù)高水位運行，對于土質(zhì)的堤壩會產(chǎn)生突發(fā)險情。根據(jù)防汛預(yù)警區(qū)域內(nèi)的水務(wù)局介紹，該江段附近堤防現(xiàn)狀防洪能力一般只有10年一遇左右。2013年8月，卡倫山水文站洪峰水位為126.05 m，該水位對應(yīng)的洪水頻率約為20年一遇，洪水期間雖沒有出現(xiàn)漫壩和決口現(xiàn)象，但多處河段有滲漏、管涌現(xiàn)象。結(jié)合堤防工程測量成果，依據(jù)保證水位確定原則，擬以卡倫山站10年一遇的洪水位125.14 m，作為該站保證水位。經(jīng)核算，該水位下防洪堤防多數(shù)超高大于2.00 m，局部堤防超高稍小，但也不低于1.65 m，防洪工程能夠保障防汛預(yù)警區(qū)域內(nèi)防洪安全。

［1］ 黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院.黑龍江省黑龍江干流堤防應(yīng)急度汛工程初步設(shè)計報告［R］.2013.