馮 艷，劉金鋒，周 炫，孫 陽

（松遼水利委員會水文局（信息中心），吉林長春130021）

1 自然地理概況

松花江是我國七大江河之一，位于我國東北地區(qū)北部，東西寬920 km，南北長1070 km，跨越內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林和遼寧四?。ㄗ灾螀^(qū)）。松花江有兩源，北源嫩江，發(fā)源于內(nèi)蒙古自治區(qū)大興安嶺伊勒呼里山，南源第二松花江，兩江在三岔河匯合后稱松花江，松花江在黑龍江省同江市注入黑龍江，流域面積55.68 萬km2。

2 暴雨分析

2.1 降雨概況

2020年副高異常偏強，位置比較偏北，引導臺風頻繁北上影響東北地區(qū)。8月26日至9月9日，受第8號臺風“巴威”、第9號臺風“美莎克”和第10號臺風“海神”連續(xù)影響，流域普降暴雨，局部大暴雨，累積最大點雨量為吉林通化山城鎮(zhèn)496 mm，大于250 mm、100 mm、50 mm 暴雨籠罩面積分別為6.3 萬km2、42.8 萬km2、51.1 萬km2。

2.2 降雨過程

8月26日至9月9日，松花江流域發(fā)生3 場強降水過程，分別發(fā)生在8月26日至29日、9月2日至4日、9月7日至9日。

第一次降水過程（8月26日至29日），受高空冷渦和第8號臺風“巴威”北上影響，松花江流域普降中到大雨，局地暴雨，最大點雨量為松花江牡丹江支流石頭溝草帽頂子站（黑龍江省牡丹江市）196.0 mm，松花江流域面雨量為46.9 mm，其中嫩江39.7 mm、第二松花江44.0 mm、松花江59.3 mm。

第二次降水過程（9月2日至4日），受高空槽和第9號臺風“美莎克”北上影響，松花江流域普降大到暴雨，局地大暴雨，最大點雨量為第二松花江伊通河北湖站（吉林省長春市）213.8 mm。松花江流域面雨量為64.9 mm，其中第二松花江80.1 mm、嫩江66.0 mm、松花江57.3 mm。

第三次降水過程（9月7日至9日），受高空槽和第10號臺風“海神”北上影響，松花江流域東部、南部降大到暴雨，局地大暴雨，最大點雨量為松花江支流牡丹江永平水庫站（黑龍江省哈爾濱市）257.5 mm，松花江流域面雨量為44.3 mm，其中嫩江20.5 mm、第二松花江87.1 mm、松花江65.0 mm。

3 洪水分析[1]

受持續(xù)強降雨影響，嫩江、松花江等40條河流發(fā)生超警以上洪水，其中松花江干流富錦江段、牡丹江、飲馬河支流雙陽河等10條河流發(fā)生超保洪水，松花江支流岔林河、牡丹江支流海浪河、橫道河子河發(fā)生超歷史洪水。

3.1 洪水過程

1）嫩江洪水。嫩江發(fā)生2020年第1號洪水。嫩江干流尼爾基以下江段發(fā)生超警戒水位洪水，其中大賚站發(fā)生超保證水位洪水，嫩江支流科洛河、訥謨爾河、雅魯河3條支流發(fā)生超警戒水位洪水。江橋站9月16日8 時洪峰水位141.07 m，超警戒水位1.07 m，相應流量6240 m3/s，洪水重現(xiàn)期超5年，水位列1962年以來第3 位。大賚站9月21日4 時洪峰水位132.58 m，超警戒水位0.84 m，超保證水位0.07 m，相應流量5760 m3/s，洪水重現(xiàn)期5年，水位列1962年以來第3 位?？坡搴涌坪笳?月8日7時洪峰水位99.52 m，超警戒水位1.52 m，相應流量576 m3/s，洪水重現(xiàn)期5年。

2）第二松花江洪水。第二松花江輝發(fā)河、飲馬河、溫德河、團山子河等10條支流發(fā)生超警戒水位以上洪水，其中輝發(fā)河支流三統(tǒng)河、飲馬河支流雙陽河發(fā)生超保證水位洪水。第二松花江白山水庫9月9日8時，最大6 h平均入庫流量3050 m3/s，豐滿水庫最大6 h均入庫流量為7420 m3/s，豐滿水庫天然最大12 h 平均洪峰流量9290 m3/s，洪水重現(xiàn)期近10年，豐滿天然最大7 d洪量39.733億m3，洪水重現(xiàn)期30年。扶余站9月15日3 時，洪峰水位133.32 m，低于警戒水位0.24 m，相應流量3050 m3/s，洪水重現(xiàn)期不足5年。

輝發(fā)河五道溝站9月5日17 時洪峰水位272.28 m，超警戒水位2.28 m，相應流量3490 m3/s，洪水重現(xiàn)期超10年，流量列建站以來的第3位；支流三統(tǒng)河樣子哨站9月4日14 時洪峰水位325.07 m，超警戒水位1.13 m，超保證水位0.23 m，相應流量815 m3/s。飲馬河德惠站9月13日8 時洪峰水位156.58 m，超警戒水位1.08 m，相應流量693 m3/s；靠山屯站9月14日4 時洪峰水位153.07 m，超警戒水位1.47 m；支流雙陽河新安站9月10日17 時洪峰水位194.09 m，超警戒水位1.49 m，超保證水位0.39 m，相應流量208 m3/s。

3）松花江洪水。松花江發(fā)生2020年第1號、2號洪水。松花江干流發(fā)生超警以上洪水，其中肇源、富錦（二）、同江（松花江）站發(fā)生超保洪水；呼蘭河、牡丹江、螞蟻河等26條支流發(fā)生超警以上洪水，其中7條河流發(fā)生超保洪水。肇源站9月21日6時54 分洪峰水位129.10 m，超警戒水位1.20 m，超保證水位0.40 m，相應流量8550 m3/s；哈爾濱9月24日12 時水位118.51 m，超警戒水位0.21 m，相應流量8390 m3/s，洪水重現(xiàn)期近10年；佳木斯9月11日20 時42 分，洪峰水位80.39 m，超警戒水位1.09 m，相應流量15300 m3/s，洪水重現(xiàn)期超10年，水位列1953年以來第2 位；富錦（二）站9月14日1 時54 分洪峰水位61.93 m，超警戒水位1.83 m，超保證水位0.14 m，相應流量16700 m3/s，洪水重現(xiàn)期超20年；同江（松花江）站9月15日0 時6 分洪峰水位56.55 m，超警戒水位1.65 m，超保證水位0.18 m。

牡丹江大山咀子站9月10日0 時洪峰水位356.52 m，超警戒水位1.52 m，超保證水位0.02 m，洪峰流量1920 m3/s，洪水重現(xiàn)期20年；支流海浪河長汀子站9月4日0 時54 分洪峰水位98.76 m，超警戒水位2.26 m，超保證水位1.36 m，相應流量2860 m3/s，洪水重現(xiàn)期近30年，流量列1956年以來1 位；支流橫道河子河橫道河子站9月3日21 時42 分，洪峰水位99.36 m，超警戒水位1.01 m，相應流量196 m3/s，流量列1971年以來第1 位；支流黃泥河秋梨溝站9月9日4 時洪峰水位481.84 m，超警戒水位1.24 m，超保證水位0.54 m，相應流量208 m3/s。巴蘭河煙筒山站9月4日18 時洪峰水位99.32 m，超警戒水位1.82 m，超保證水位0.82 m，相應流量950 m3/s，洪水重現(xiàn)期超20年。岔林河岔林河橋站9月5日5 時，洪峰水位108.95 m，超警戒水位0.75 m，相應流量613 m3/s，流量列1957年以來第1 位。

3.2 干流洪水量級

嫩江江橋洪水重現(xiàn)期超5年。第二松花江豐滿水庫天然最大12 h 洪峰流量洪水重現(xiàn)期近10年，最大7 d 洪量洪水重現(xiàn)期30年；扶余站洪水重現(xiàn)期不足5年。松花江哈爾濱站洪水重現(xiàn)期近10年；佳木斯站洪水重現(xiàn)期超10年。嫩江江橋、大賚站洪峰水位列有實測記錄以來第3 位。松花江哈爾濱、佳木斯洪峰水位列有實測記錄以來第12、2 位。綜合洪水過程分析成果，松花江流域發(fā)生流域性較大洪水。

3.3 水利工程調(diào)控作用

3.3.1 水庫攔洪削峰情況

尼爾基水庫、白山水庫、豐滿水庫是松花江流域防洪工程體系重要組成部分，在應對2020年洪水過程中，為下游攔蓄水量61.08億m3，其中尼爾基水庫攔蓄11.9 億m3，白山水庫和豐滿水庫共攔蓄49.18 億m3。嫩江尼爾基水庫最大6 h 入庫流量為5060 m3/s，出庫流量為2020 m3/s，削峰率60%；第二松花江白山水庫最大6 h入庫流量為3550 m3/s，出庫流量為633 m3/s，削峰率82%，豐滿水庫最大6 h 入庫流量為7420 m3/ss，出庫流量為1160 m3/s，削峰率84%。

3.3.2 水庫攔蓄對下游影響

1）計算原理。為分析尼爾基水庫、白山水庫、豐滿水庫對下游干流水文情勢影響，采用還原計算方法，將水庫攔蓄洪水過程分別演進到下游各水文站控制斷面，從各水文站實測洪水過程中加相應水庫攔蓄洪水的演進過程，即得相應水文站點還原后的洪水過程。

洪水演進采用馬斯京根分段河道洪水演進的方法[2]，馬斯京根法是美國麥卡錫（G.T.McCarthy）于1938年在美國馬斯京根河上使用的流量演算方法。馬斯京根流量演算公式：

式中：I1，I2——時段初、末的河段入流量；O1，O2——時段初、末的河段出流量；K——蓄量常數(shù)；x——流量比重因素；C0=(0.5△t-Kx) /（K-Kx+

2）對下游河道的影響。從計算結(jié)果上看，尼爾基水庫、白山水庫、豐滿水庫對2020年松花江流域洪水進行有效調(diào)節(jié)，削減了下游站洪峰流量，推遲了洪峰出現(xiàn)的時間，減輕了下游河段的防洪壓力。

水庫調(diào)蓄后，松花江流域各主要控制站洪峰出現(xiàn)時間推遲2～4 d。經(jīng)尼爾基水庫調(diào)蓄后，嫩江江橋站洪峰流量為6240 m3/s，削減幅度為15%，水位降低0.30 m；經(jīng)白山、豐滿水庫攔蓄后，下游控制站扶余站9月15日3 時，洪峰流量為3050 m3/s，削減幅度為64%，水位降低1.50 m 以上，將第二松花江下游洪水削減至不到5年一遇；經(jīng)上游水庫調(diào)蓄后，松花江哈爾濱站流量為8390 m3/s，削減幅度為34%，水位降低1.10 m，將松花江洪水由20年一遇削減至10年一遇。通過分析，3 座水庫在2020年洪水中體現(xiàn)了攔洪、削峰、錯峰作用，為減輕松花江流域洪水災害發(fā)揮了重要作用。

4 暴雨洪水特點

一是臺風影響歷史罕見，疊加效應明顯。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，平均每年影響東北地區(qū)的臺風有1.2個。2020年8月26日至9月9日半個月內(nèi)，第8號臺風“巴威”、第9號臺風“美莎克”和第10號臺風“海神”連續(xù)3個臺風影響松花江流域，間隔時間為2～4 d，為歷史首次。3個臺風連續(xù)影響松花江流域，重疊效應明顯，臺風“海神”對流域的降水影響強于“巴威”，弱于“美莎克”，致災性強。

二是超警河流多，持續(xù)時間長。受強降雨影響，松花江流域40條河流發(fā)生超警以上洪水，10條河流發(fā)生超保洪水，3條河發(fā)生超歷史洪水。嫩江干流超警持續(xù)33 d（9月3日至10月5日），松花江干流超警持續(xù)42 d（9月6日至10月17日），持續(xù)時間長。

三是洪水疊加明顯，水位偏高。松花江支流呼蘭河、岔林河、螞蟻河、牡丹江洪水遭遇，松花江佳木斯站洪水重現(xiàn)期超10年，形成松花江第1號洪水，嫩江與第二松花江洪水遭遇，松花江哈爾濱站洪水重現(xiàn)期近10年，形成松花江第2號洪水。嫩江江橋站流量列有實測資料以來第11 位，洪峰水位列有實測資料以來第3 位，大賚站流量列有實測資料以來第9位，水位列有資料以來第3位，相同流量對應的水位較2013年偏高0.17 m、0.65 m。

四是水庫攔洪量多，削峰作用大。松花江流域大型水庫前期蓄水量少，8月中旬蓄水較常年同期偏少近1成，3場暴雨結(jié)束后，水庫蓄水增加85億m3，水庫蓄水較常年同期偏多2成，水庫攔洪作用明顯，特別是嫩江尼爾基水庫、第二松花江白山水庫、豐滿水庫，其削峰率達到了60%、80%、84%，削峰作用大。

2020年8月26日至9月10日，松花江流域受連續(xù)3個臺風影響，出現(xiàn)3次強降雨過程，嫩江發(fā)生1次編號洪水、松花江發(fā)生2次編號洪水。流域40條河流發(fā)生超警以上洪水，嫩江、松花江干流全線超警，嫩江大賚、松花江肇源、富錦江段、牡丹江等河流發(fā)生超保洪水，松花江支流岔林河、牡丹江支流海浪河、橫道河子發(fā)生超歷史洪水。2020年松花江暴雨洪水主要呈現(xiàn)臺風影響歷史罕見，疊加效應明顯；超警河流多，持續(xù)時間長；洪水疊加明顯，水位偏高；水庫攔洪量多，削峰作用大的特點。通過對尼爾基水庫、白山水庫、豐滿水庫還原計算分析，3座水庫攔蓄洪水作用明顯，有效降低江河干流水位0.30 m 以上，在應對洪水過程中發(fā)揮著重要作用，有效減輕了下游洪水壓力。