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一、水情要素
1、水位
哈尔滨江段多年平均水位为115.00米,平均低水位为11 3.20米,确定的防洪警戒水位为.118.10米。水位年变幅约在2.18~7.1 7米之间,历年平均水位变化比较均匀,基本属于缓涨缓落型。
从1898年至1985年,由哈尔滨水文站记载的松花江畅流期最高洪峰水位为120.30米,出现时间为1957年9月6日。历年最高水位多出现在八九月份的降雨集中期,其中1958年和1959年最高水位出现在1O月,1976年出现在1月,1974年出现在7月。历年最低枯水位为111.03米,出现时间为1919年12月31日。最高和最低的洪枯水位差达9.27米。历年最低水位一般出现在降水较少的1~4月份,但其中亦有例外,如1959年的最低水位即出现于6月1日。
在正阳河至滨北桥江段,枯水期水面平均比降为0.053‰,约与河床的比降相近。汛期水面平均比降为0.072‰,其中滨洲桥以东江段的水面比降大于以西江段。第一水源地至哈尔滨水文站的汛期水面平均比降为0.058‰,18号照至第一水源地汛期水面平均比降为0.079‰,万家至1 8号照的汛期水面平均比降为0.070‰。
2、流速
哈尔滨江段流速变化不大,最大流速为1.99米/秒,最小流速为0.536米/秒,断面流速以中泓线为最大,由此向两岸减小,岸边流速一般为1.11米/秒(南岸边)。江面开始封冻后,在垂直方向上的最大流速出现位置偏低,随着冰盖下部逐渐被磨平,最大流速的位置便逐渐向上移动,直至出现在接近冰盖处。
3、流量
哈尔滨江段1898年至1985年的多年平均流量为1180立方米/秒,其中1 932年平均流量达2 680立方米/秒。年内最大流量多出现在八九月份,历年平均最大流量为3 810立方米/秒。各年份最大流量的变化幅度在1 150~12 200立方米/秒之间。历史上有记录以来的最大洪峰流量为12 200立方米/秒,出现时间为1957年9月6日。年内最小流量多出现在1 2月至次年2月份,历年平均最小流量为902立方米/秒。历年最小流量的变化幅度为10.5~418立方米/秒。少水年的1920年年平均流量为387立方米/秒,仅为1932年的1/7强。本段河道流量的年内变幅较大,河道平槽流量可达3 500立方米/秒。
4、沙情
本段泥沙主要来自上游各河(嫩江、第二松花江、拉林河)及干流本身对河槽的冲刷。哈尔滨江段的含沙量和输沙量均不大,哈尔滨站1955~1980年资料,年平均输沙率约为215公斤/秒,年最大输沙率为365公斤/秒(1960年),年最小输沙率为48.3公斤/秒(1979年)。多年平均输沙量为680.2万吨,年侵蚀模数为17.1吨/平方公里,多年平均含沙量为162克/立方米,年最大含沙量为1 010克/立方米(1977年)(表4-8)。
哈尔滨江段含沙量的年内变化较大,最大值多出现在7月份,沙峰往往较洪峰提前一个月以上。各水期的平均含沙量及输沙率以汛期和中水期为大,枯水期最小(附表4-9、4-10)。
据下岱吉站(位于哈尔滨上游方向141公里)、蔡家沟站(距拉林河口60公里)和哈尔滨站1956~1970年资料进行年输沙量的平衡计算,结果(附表4-11)。由此表可见,松花江的哈尔滨段悬移质泥沙以向下游输出为主,出沙量在14年中达1 232.1万吨。平均年输沙88万吨,偏于侵蚀型,但基本可保持冲淤平衡。
据省航运局1965年6月20~26日实测床沙资料分析,在一水源~水泥厂江段,航道的床沙粒径为0.1 3~1.20毫米,以滨洲桥附近为最大;在沙滩上粒径为0.048~O.40毫米,以滨北桥以下左岸边滩外处为最大。两桥附近沙颗粒大的主要原因与水中建筑物有直接关系。
5、水温与冰情
松花江水温具有明显的季节变化,但变幅较气温变幅小。一般在春季气温回升时,水温也逐渐上升,至7月份平均水温达到最高。据哈尔滨实测资料,1956~1985年各月平均水温变化在7.9~24.1℃之间,其中5月份为1 3.1℃,6月份为20.2℃,7月份为24.1℃,8月份为23.2℃,9月份为16.7℃,10月份为7.9℃。历年最高水温出现在1982年,为29.O℃。
河水结冰是北方河流独有的水文特征。松花江哈尔滨段自1953年开始有比较完整的冰情资料。该江段多年平均封冻天数为133天,封冻天数最少的年份为1984年,封冻天数为100天。最多的年份为1966年,封冻天数多达149天。最早封江日期为11月8日(1976年),最迟为12月12日(1958年)。秋季流冰天数平均为15天,最长可达34天以上(1980年)。最少流冰天数为1天(1962年)。据哈尔滨水文站1953~1985年资料统计,多年平均最大冰层厚度为0.97米,以1957年3月1O日的冰层厚度最大,为1.25米。最小冰厚为0.78米(1 982年)。隆冬季节人与车辆可畅行于冰面之上。哈尔滨段江面解冻日期最早为3月25日(1959年),最晚为4月16日(1956年)。春季流冰天数平均为6天,最多达1O天(1958年),最短天数为两天(1963年)。最大流冰块体的面积可达100×200米左右,冰块厚度一般为0.5~0.7米,行凌速度为0.8~1.O米/秒。春季流冰常在双口面一第二水源段南股水流处造成严重壅塞,冰排可停留1~2日。流冰块体常因与桥墩撞击而破碎,致使大桥下游方向流冰块体较小(附表4-12)。
6、补给与径流
松花江的补给为降雨与季节性融雪水混合补给,以降雨补给为主。由于流域处于温带季风气候区,故年内降水集中,七八月份降水量可占全年降水量的43~55%,而6~9月的降水量可占全年降水量的70~85%。这期间河川径流补给丰富,致使水位上升,形成伏汛。
一般从伏后至次年3月为河流的枯水期,4月份以后河流开始解冻。河流解冻期因积雪融化导致河流水量渐增,由此进入河流的春汛期。与河流补给相适应,哈尔滨江段的河川径流量也有明显的季节变化。据哈尔滨站1898~1985年资料,松花江哈尔滨段年平均径流总量为372.69亿立方米。其中3~5月的径流量约占全年总径流量的17.0%,6~8月约占39.6%,9~11月约占37.1%,12月至翌年2月约占6.3%。年内各月中以八九两个月的径流量值较大,两月合计可占全年径流量的36.1%。
哈尔滨江段径流量的年际变化亦较大,据哈尔滨站1898~1985年径流资料,多年平均年径流总量为408.81亿立方米。各年份中最大径流量值为846.7亿立方米(1932年),最小径流量值为122.5亿立方米(1 920年)。在统计年限中,与出现频率20%相应的年径流量为536.40亿立方米,与50%相应的年径流量为387.60亿立方米,与75%相应的年径流量为289.50亿立方米,与95%相应的年径流量为183.20亿立方米。哈尔滨的年径流深变化在25~200毫米之间,并呈现出西北向东南逐渐递减的趋势。年径流深变差系数 G值变化在0.65~0.95之间。
松花江径流量的丰、枯变化具有一定的连续性和周期性。根据哈尔滨站1898~1985年资料分析,88年来大体上经历了枯、平、丰、枯四个阶段:1927年以前为枯水期;1927~1950年为平水期;1951~1970年为丰水期;1 970年以后又转入枯水期。在1970年以后的枯水期中,从1980年开始又有转丰的趋势。年径流的多年变化存在着60~80年的长周期和20~30年的短周期。
本江段的第一造床流量采用平槽流量,为3 500立方米/秒,相应水位为11 7.00米。第二造床流量采用多年平均流量,为1215立方米/秒,相应水位为114.5米。
二、洪水
1、洪水指标
哈尔滨曾将松花江江段水位117.80米定为警戒水位,1980年又将警戒水位提高到118.10米,保证水位为120.30米。将相当于或大干8 500立方米/秒的洪峰流量定为大洪水。1898~1983年的85年间,出现大洪水年份有 1932、1931、1953、1956、1957、1960年和1969年。各年份的最高水位与最大流量(附表4-13)。
2、洪水的组成与传播
哈尔滨的洪水由嫩江、第二松花江、拉林河三部分来水遭遇组合而成,以嫩江来水为基础。从历次洪水的来水量分析,嫩江水量约占59%,第二松花江约占30%,拉林河约占10%。因此哈尔滨洪水有"嫩江打底,二松加码,拉林河戴帽"之说。哈尔滨以往的7次大洪水中,1932、1934、1957和1960年的大洪水均系嫩江、第二松花江和拉林河洪水遭遇型,1953、1956年的大洪水属于嫩江和第二松花江洪水遭遇型。据统计,各大水年60天的水量构成中,嫩江水量除1956年占48%以外,其余年份均占50%以上。如1968年占80%,1960年占72%,1932年占68%,1957年占62%,1951年占51%,1934年占50%。第二松花江来水1932年占15%,1934年占29%,1953年占30%,1956年占40%,1957年占25%,1960年占17%,1969年占14%。洪水期如有拉林河洪水注入,可更加助长哈尔滨洪水的水势(附表4-14)。
松花江哈尔滨段上游方向有众多的支流和广阔的流域面积,洪水由干、支流多路来水汇集而成后,经远距离传播,因此一次洪水过程历时较长。一般嫩江的江桥站洪水传播到大赉需10~14天,大赉到哈尔滨约需7天左右。第二松花江由丰满水库到达扶余(三)站全长329公里,一般大丰水期丰满的放流到达扶余(三)站约需5天左右,由扶余(三)站到哈尔滨约需7天左右,拉林河蔡家沟站洪水到达哈尔滨需4天左右。这样,如果嫩江、第二松花江、拉林河水同时上涨,必定引起哈尔滨的持续大洪水(附表4-15)。
3、洪水特征
由于哈尔滨大洪水时水量大,加之此段河槽宽阔,有一定调蓄能力,所以洪水的特点是洪水历时长、水位高,洪峰过程线为单峰型。
嫩江、第二松花江的干支流洪水汇集到松花江干流,一般自6月份开始(个别年份从5月份开始)。松花江干流洪峰出现时间多在八九月份,约在10月或11月份落平。1932年的洪水直到11月末流量仍在2 000立方米/秒以上,持续时间达35天。1956年洪水高水位超出两岸地面高度的时间长达76天。
松花江干流汛期连续4个月径流量1932年为63.4立方米,为哈尔滨正常年径流量(35.7立方米)的1.8倍。从1898年至1985年间平均最大洪峰流量为4 000立方米/秒,而洪峰流量大于5 000立方米/秒的年份计有17年(附表4-16)。
哈尔滨洪水期的涨水过程中虽然有时也可出现小的回落,但在洪水过程线上仍表现为一年一次洪水。
4、洪水出现规律
松花江干流哈尔滨段具有大洪水疏密相间重复出现的规律。自1898年以来,流量超过6 000立方米/秒的大水年平均每8~9年就可出现一次。但是191O~1916年、1932~1934年、1953~1956年、1957年等都仅相隔1~4年即发生一次大洪水。而1915~1932年、1934~1953年之间却相隔近20年无大洪水。哈尔滨段的松花江干流现在正处于一个大枯水期中的丰水波动期。自1981年以来,哈尔滨汛期的最大洪峰流量以1982年最小,为1900立方米/秒,此后的1984年为6 500立方米/秒,1984、1985、1986、1987诸年均在 4 750立方米/秒以上。
一年内洪水的出现时间多集中在八九月份,一般于6月份开始起涨,至八九月份达到最高峰,10月开始回落。如果嫩江、第二松花江、拉林河三水洪峰时间错开,则哈尔滨的洪水期间洪峰稍有起伏,但仍不影响构成哈尔滨7~1O月份的防汛状态。
5、洪水形成原因
历次大洪水的发生首先是由降水过于集中而造成。本区域及上游流域内七八月份降水约占全年降水的70~80%,过多的降水量必然导致江河水量大增。1956年,第二松花江上游7月份降雨量达403毫米,比历年同期高J.7倍;嫩江中游7月份降雨量273毫米,比历年同期高1.8倍。1957年七八月份丰满水库上游降雨量达500毫米,至使丰满水库放流,形成哈尔滨大洪水。
哈尔滨位于嫩江、第二松花江、拉林河等几大支流交汇的下游方向,三水汇聚也是造成哈尔滨大洪水的重要原因之一。1956年,哈尔滨第一次洪峰是由第二松花江6 650立方米/秒的流量和嫩江3 650立方米/秒的流量以及拉林河1400立方米/秒的流量汇合后所造成;第二次洪峰则主要由于拉林河上游大雨后出现4 000立方米/秒的流量,这部分洪水流量注入松花江时,松花江的第一次洪峰仍在持续。同样,1957年哈尔滨的洪水也主要是由嫩江的7 620立方米/秒流量和第二松花江的3 340立方米/秒流量以及拉林河的1192立方米/秒流量汇合后所造成的。
近年来由于松花江上游地区水土流失严重,江水含沙量加大,而且至哈尔滨附近江段河道宽展、水流平稳,致使泥沙大量沉积,从而使河槽变浅,这也是哈尔滨汛期容易出现高水位的一个原因。1956年测量滨北江桥附近119.30米水位以下断面,发现比1953年已缩小了约1000余平方米。
哈尔滨江段于19世纪中后期先后修建了航运码头、两处铁路大桥、一处公路桥,加之其它一些人为阻水建筑物的修筑,因而缩窄了江道行洪断面,影响了江水的正常行洪。目前江道虽然几经整治,但在中、高水位时,哈尔滨站在历史上相同流量的情况下,水位仍壅高近40厘米(1969年洪峰流量8 500立方米/秒,水位119.18米;1986年洪峰流量8 520立方米/秒,水位119.58米)。 |
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