劉宇航,張鳳德,鞏憲春
(1.中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,吉林長春130061;2.黑龍江省水利工程管理局,黑龍江哈爾濱150001)
流域降水與夏季河流洪水是對應(yīng)的因果關(guān)系,做好降雨的分析,是科學(xué)預(yù)測洪水過程及預(yù)防洪水災(zāi)害的前提。2013年夏季,黑龍江發(fā)生全流域大汛,在境外大量來水的同時(shí),境內(nèi)嫩江、松花江、黑龍江、烏蘇里江四大流域洪水齊發(fā),黑龍江干流洪水量級(jí)之高、來勢之猛、破壞性之強(qiáng)、影響范圍之廣、受災(zāi)程度之重、持續(xù)時(shí)間之長,歷史罕見。
由于黑龍江地處我國的邊遠(yuǎn)地區(qū),對歷史洪水的記載極其匱乏,近年來的洪水資料尤顯寶貴,分析2013年黑龍江全流域的降水過程,科學(xué)掌握黑龍江洪水特點(diǎn),對于黑龍江沿岸的防洪安全具有重要的意義。
黑龍江流域橫跨蒙古、中國和俄羅斯聯(lián)邦三國,集水面積187×104km2。黑龍江干流(額爾古納河與石勒喀河匯合口以下)全長2 821 km,習(xí)慣上分為三段:上游從石勒喀河口(洛古村)至結(jié)雅河口(黑河市),長901 km;中游從結(jié)雅河口至烏蘇里江口(哈巴羅夫斯克),長988 km,下游從烏蘇里江口至黑龍江入???,長932 km。上游和中游為中俄兩國界河,我國側(cè)均在黑龍江省境內(nèi),下游在俄羅斯境內(nèi)。
黑龍江流域大部分屬于大陸性氣候,只有大興安嶺以東至伯力部分受海洋季風(fēng)影響。年平均氣溫在流域上游為零度以下,氣溫變化劇烈,年溫差達(dá)80 ℃左右。冬季受西伯利亞冷空氣控制,零下氣溫長達(dá)6 個(gè)月之久,氣候寒冷;夏季受太平洋暖濕空氣影響,濕潤多雨。流域內(nèi)年平均降水量變化在400~600 mm,上游小于下游,降水量的年內(nèi)分配極不均勻,4—10月份降水量占全年降水量的90%~95%,主要降雨集中在7,8月份,占全年降水量50%左右,冬季11月至次年3月僅占全年降水量5%~10%。多年平均蒸發(fā)量為900~1200 mm。流域年徑流量為3 465×108m3,徑流量的年際變化也較大,豐水年的徑流量約為枯水年徑流量的3.5~4.0 倍。徑流量的季節(jié)分配是:春季占10%~27%,夏季占50%,秋季為20%~30%,冬季4%以下。
黑龍江流域水量豐沛,匯入黑龍江干流的支流較多,其中我國境內(nèi)的松花江是黑龍江最大支流,俄羅斯境內(nèi)的結(jié)雅河和石勒喀河分別列第二和第三大支流。黑龍江干流哈巴羅夫斯克斷面多年平均流量為8 600 m3/s,多年平均徑流量為2 712×108m3,河口多年平均流量為10 987 m3/s,多年平均徑流量為3 465×108m3。
2013年夏季入汛以來,副高北跳時(shí)間早,7 和8月脊線穩(wěn)定在27°N 附近。東亞大槽位置偏東,強(qiáng)度偏強(qiáng)。東北冷渦活動(dòng)頻繁,6—8月共9 次東北冷渦活動(dòng),6月冷渦中心在境外,7 和8月多集中在嫩江、二松及松干流域,造成東北地區(qū)出現(xiàn)連續(xù)陰雨。
6—9月(截至9月9日08 時(shí)),黑龍江流域面平均降水量396 mm,較常年同期(283 mm)偏多4成,為1961年以來最多,累計(jì)最大點(diǎn)雨量為內(nèi)蒙古根河額爾古納左旗647 mm。
6月份,降水主要集中在嫩江下游、松干上中游和第二松花江。松花江流域面平均降水量104 mm,較常年同期(89 mm)偏多1.7 成;黑龍江流域面平均降水量75 mm,較常年同期(70 mm)偏多近1 成。
7月份降水覆蓋松花江、黑龍江全流域。松花江流域面平均降水量209 mm,較常年同期(147 mm)偏多4.2 成,列1961年以來最多第2 位;黑龍江流域面平均降水量198 mm,較常年同期(105 mm)偏多8.8 成,為1961年以來最多。
8月份降水覆蓋松花江、黑龍江全流域。松花江流域面平均降水量146 mm,較常年同期(116 mm)偏多2.6 成;黑龍江流域面平均降水量116 mm,較常年同期(93.7 mm)偏多2.4 成。
汛期,松花江流域出現(xiàn)了5 次明顯的降水過程:
1)6月25 至7月1日,松花江流域累計(jì)面平均降水量47 mm,其中第二松花江面平均雨量71 mm、松花江干流55 mm、嫩江48 mm;大于50,100 mm 暴雨籠罩面積分別為28,4 萬km2,最大點(diǎn)雨量為吉林榆樹光明230 mm。
2)7月2 至4日,松花江流域累計(jì)面平均降水量48 mm,其中第二松花江面平均雨量66 mm、松花江干流64 mm、嫩江35 mm;大于50,100 mm暴雨籠罩面積分別為29,1 萬km2,最大點(diǎn)雨量為吉林舒蘭平安176 mm。
3)7月15 至16日,松花江流域累計(jì)面平均降水量32 mm,其中第二松花江面平均雨量39 mm、嫩江36 mm、松花江干流23 mm;大于50 mm 暴雨籠罩面積為7 萬km2,最大點(diǎn)雨量為吉林柳河向陽140 mm。
4)8月12日,松花江流域累計(jì)面平均降水量16 mm,其中松花江干流24 mm;大于50 mm 暴雨籠罩面積分別為3 萬km2,最大點(diǎn)雨量為黑龍江嫩江縣農(nóng)場二水庫305 mm。
5)8月14 至16日,松花江流域累計(jì)面平均降水量26 mm,主要雨區(qū)在第二松花江,其面平均雨量達(dá)104 mm。過程大于50,100 mm 暴雨籠罩面積分別為7,4 萬km2,最大點(diǎn)雨量為吉林樺甸白山279 mm。
汛期,黑龍江流域出現(xiàn)了5 次明顯的降水過程:
1)7月15 至16日,黑龍江流域累計(jì)面平均降水量14 mm,其中黑龍江干流19 mm、額爾古納河15 mm;大于50 mm 暴雨籠罩面積為3 萬km2,最大點(diǎn)雨量為內(nèi)蒙古新巴爾虎左旗52 mm。
2)7月23 至25日,黑龍江流域累計(jì)面平均降水量20 mm,其中烏蘇里江61 mm;大于50 mm暴雨籠罩面積為6 萬km2,最大點(diǎn)雨量為黑龍江雞西虎林108 mm。
3)7月27 至28日,黑龍江流域累計(jì)面平均降水量21 mm,其中額爾古納河25 mm、黑龍江干流22 mm;大于50 mm 暴雨籠罩面積為3 萬km2,最大點(diǎn)雨量為內(nèi)蒙古根河額爾古納左旗136 mm。
4)8月7 至10日,黑龍江流域累計(jì)面平均降水量22 mm,其中黑龍江干流34 mm、烏蘇里江24 mm;大于50 mm 暴雨籠罩面積為3 萬km2,最大點(diǎn)雨量為黑龍江黑河孫吳146 mm。
5)8月12日,黑龍江流域累計(jì)面平均降水量9 mm,其中黑龍江干流14 mm,最大點(diǎn)雨量為黑龍江黑河三站林場48 mm。
2013年夏季入汛以來,東北地區(qū)冷空氣活動(dòng)頻繁,持續(xù)陰雨天氣,黑龍江和松花江流域降水量較常年同期偏多3~4 成,分別列1961年以來歷史第1 位和第3 位。黑龍江發(fā)生了流域性大洪水,其中下游發(fā)生了超過100年一遇的特大洪水;松花江發(fā)生了1998年以來最大的流域性洪水,其中嫩江上游發(fā)生了超過50年一遇的特大洪水,第二松花江上游發(fā)生了超過20年一遇的大洪水,松花江干流發(fā)生了超過10年一遇的較大洪水。在洪水過程中,嫩江尼爾基水庫、第二松花江白山及豐滿水庫共攔蓄洪量55 億m3,削減洪峰40%~83%,大大減輕了水庫下游的防洪壓力。
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