王宝童

（延安水文水资源勘测中心,陕西 延安 716000）

中小河流自动测报站建设利用先进的水文测报技术和自动化仪器设备实现水文数据采集、传输、处理、储存。设施设备先进可靠,测验精度满足规范要求[1]。自二十世纪八十年代,我国初步开展水情测报系统的研究和应用以来,其发展和应用日趋完善。随着卫星遥感、雷达测雨、GPS 等技术的普及和应用,我国水情自动测报系统也朝着智能化、自动化、高精度化方向发展,在水文测报中发挥了极其重要的“前哨”和“耳目”作用。

1 大理河流域和站网分布概况

1.1 大理河流域简况

大理河发源于靖边县中部白于山东延的五台山南侧乔沟湾。流经横山县、子洲县,在绥德县城东北注入无定河。河长159.9 km,流域面积3904.24 km2,平均比降3.16‰。年均降水量494.6 mm,河流多年平均径流量1.83 亿m3。

1.2 中小河流站建设前后站网分布情况

2011年,中小河流项目建设初期,延安水文中心共有观测站点120 处,报汛站点达到49 处。观测站网密度为671 km2/站,报汛站网密度为1640 km2/站。其中大理河流域共有报汛站3处,报汛站网密度为1300 km2/站。

2013年,中小河流建设站投入运行后,使延安水文中心观测站点达到334 处,报汛站达到330 处。观测站网密度为241 km2/站,报汛站网密度为244 km2/站。其中大理河流域报汛站共有20 处,水文站1 处、自动水位站2 处、自动雨量站17 处（见图1）,报汛站网密度为195 km2/站[2]（见表1）。

表1 报汛站点对比表

图1 大理河流域站网分布图

2 暴雨洪水及信息报送情况

2.1 “7.26”暴雨

（1）暴雨成因

2017年7 月25 日20 时至26 日8 时无定河流域发生了高强度、短历时区域性大暴雨,面平均降雨量73.5 mm。100 mm笼罩面积4600 km2,大于200 mm 笼罩面积177 km2。暴雨主要集中在子洲、米脂、绥德3 县境内。

（2）暴雨时空分布特点

根据降水量观测资料,绘制了大理河流域25 日20 时至26 日8 时暴雨等值线图,见图2。由图可见,暴雨中心位于子洲水地湾站234 mm、子洲李家河水文站224 mm,横山的大路峁、高镇、石湾站及子洲的马岔、槐树岔、马石畔、瓜园则湾、子洲、三川口、马家崖、郭家沟站和黄委的青阳岔站降水量均在100 mm 以上。见表2。

表2 绥德站上游自动雨量站时段降雨量统计表 单位：mm

图2 大理河流域25 日20 时至26 日8 时暴雨等值线图

本次暴雨笼罩范围广,全流域降水。24 小时面平均降雨量128 mm。最大1 小时降雨量为子洲槐树岔站72.6 mm,3 小时为绥德赵家砭站128 mm,6 小时为子洲李家河站195.4 mm。降雨历时短,强度大。从自动雨量站降雨过程看,暴雨走向顺着大理河流域自上而下,造成了洪峰流量加大,洪水陡涨陡落。

由表2 可见,对绥德水文站洪水起关键作用的是绥德水文站6 小时最大降水89.4 mm,降水时段为25 日23 时至26 日4 时,其上游自动雨量站最大6 小时降雨量时段在25 日21 时至26 日2 时的站有,郭家沟（水位站）94.4 mm、马家崖123.4 mm、子洲134 mm、马蹄沟91.6 mm、瓜园则湾149.4 mm、李家河166.1 mm,时段在25 日22 时至26 日3 时的站有三川口151 mm、李家河水文站（黄委）195.4 mm。以上这些站与绥德水文站的距离均在50km 范围内,且降雨均在绥德站洪峰流量之前,6 小时降雨量平均在132.7 mm,雨量之大、强度之强、范围之广,实属历史罕见。故可以说明,大理河绥德水文站最大洪水是青阳岔水文站第一次小峰流量与区间强降雨共同作用形成的。

2.2 “7.26”洪水

受降水影响,大理河青阳岔水文站26 日4 时出现历史实测最大洪水流量为1840 m3/s。小理河李家河水文站26 日5 时洪峰流量997 m3/s,列历史实测第三位。绥德水文站5 时05 分洪峰流量达到3160 m3/s[2],超建站以来历史实测最大流量,相应水位823.10 m,超历史实测最高水位4.11 m。

从青阳岔水文站和李家河水文站与绥德水文站洪峰流量出现的时间及距离比较来看,三站洪峰流量几乎同一时间出现,距离又相差较远,故绥德站的最大洪峰流量是由上游青阳岔水文站25 日20 时36 分出现的小峰流量405 m3/s,与区间强降雨共同作用形成的。

2.3 信息收集报送

2013年起自动测报站投入运行,大理河流域报汛站从原来的3 处增至现有20 处,站数增加了5.7 倍,报汛段次由4段制6 小时拍报加密到24 段制每1 小时,此次流域暴雨洪水收集发送雨水情报文369 份,从洪水起涨到峰顶共发出水情电报16份,发布洪水预警预报3期,发送雨水情短信490余条。

3 自动测报站的重要作用

通过对绥德水文站“7・26”特大暴雨洪水测报过程分析,中小河流自动测报站的建设极大的提升了分析研判和预测预报能力,在本次洪水的防灾减灾中发挥了极其重要的作用。

（1）自动化程度高、测报段次加密。中小河流自动测报站实施前,水雨情信息靠人工观测记录计算,再根据计算结果人工编报,用智能电话向上级部门发报,观测段次长,信息传播慢,无法满足防汛需要。项目实施后,延安水文中心353 处水雨情站点,全部实现了信息自动采集和上报功能,平水期水位流量每小时测报一次,洪水期10 min 水位变幅达到或超过0.30 m 测报一次,峰顶测报一次。雨量0.2 mm 自动采集记录一次,报汛段次由4 段6 小时拍报加密到可以按要求设置1 min 时段上报。

（2）为社会水灾害防御提供了强有力数据支撑。自动测报站的实施,对水文部门加强会商研判、精准预警预报起到了十分重要的作用。在本次绥德水文站“7・26”特大暴雨洪水过程中,洪水涨幅达11.27 m,实测流量幅度71.2%,实测单沙幅度92.9%。延安水文中心利用自动测报站收集的水文信息及时向省水文中心、榆林、绥德防办和政府相关领导及时准确传递,为正确研判暴雨汇集、演进及洪水大小提供了第一手信息支撑；准确的情报、预报为当地防汛部门及时了解情况和政府部门及时启动应急响应、发布撤离命令决策和指挥实施救援提供了可靠依据,为群众撤离避险、保证人员安全赢得了宝贵时间,极大地减少了人民群众生命财产的损失。

4 结语

中小河流自动测报站建设有效弥补了水文监测站点不足,提升了水文监测能力,让水文测报信息的时效性和准确性得到了明显提升,实现了水文信息采集、传输、处理的自动化和现代化[3]。拓展了水文服务水平和服务领域,扩大了水文数据收集的内容和范围,提高了水文部门应对和处置以防汛减灾为主的各类突发事件应急管理反应能力。