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利用自动气象站实时数据进行洪水预报

2018-07-06石河子巴音沟河流域管理处石河子市832000马红刚

石河子科技 2018年3期
关键词:鹿角山庄气象站

(石河子巴音沟河流域管理处,石河子市,832000) 马红刚

石河子巴音沟河流域管理处渠首站工作中,渠首管理的重点是防洪管理,而防洪管理重点是预防降雨引发的洪水。在以往的气象预报中,都是大中尺度的气象预报,这种气象预报对于具体地区是否有雨,有多少雨都无法具体知道。微信公众号新疆气象台可以查询新疆每个建制乡镇、旅游景区、交通要道的实时气象数据。利用上游两个自动气象站数据,安集海大峡谷人工测报站,巴音山庄(渠首站),按照上下游顺序,通过上游降雨实时数据分析,中游人工洪水观测,下游洪水统计进行相关性分析,发现相关规律。

1 水文地质概况

1.1 径流

巴音沟河流域位于新疆天山北坡中段,准噶尔盆地南缘,东与金沟河相邻,西与奎屯河接壤,南抵依连哈比尔尕山脉的冰峰雪岭,北达古尔班通古特沙漠(其地理位置为东经84°45'~85°27'北纬43°29'~44°58',河流水网发育,成树状水系。发源于乌苏县境内,由卡哈尔阿特,阿冬萨拉,哈尔莫仁,阿勒泰沙拉,依克马斯吐(喇嘛庙水文站观测的俗称大河方向)及东测沙湾县境内的巴依什果勒,乌拉斯台(俗称小河方向)等七条主要支流在二道沟汇集成一条主流而成,自西南流向东北,全长160km,巴音沟河流域集水面积为1 579km2,,森林覆盖面积51km2,最大年径流量为4.33亿m3,最小年径流量2.22亿m3,平均年径流量3.38亿m3。

1.2 径流特性

年径流量分配,春季(3~5月)0.19亿m3,占全年的 6.55%,夏季(6~8月)2.28亿 m3,占全年的72.19%,秋季(9~11月)0.52亿m3,占全年的16.7%,冬季(11~2月)0.14亿m3,占全年的4.57%,其径流以冰川雪源消融补给为主,降雨补给次之。

1.3 泥沙

由于巴音沟河地处在天山北坡降雨最高点中心附近,所以巴音沟河连续21年输沙模数平均值达到1 060t/km2,是天山北坡径流悬移质泥沙输出模数的高值中心,年均输沙量167(104t),巴音沟河平均泥沙含量高达5.67kg/m3,在北疆河流平均泥沙含量1.1kg/m3以下,巴音沟河多年平均推移质占悬移质总量14.6%,由于降雨大,植被覆盖少,巴音沟河是新疆天山北坡泥沙含量最高的河流。

1.4 洪水

巴音沟河洪水类型主要是降雨型洪水,冰川融雪型洪水,降雨叠加冰川融雪型洪水,其中降雨引发的洪水对下游的威胁最大。

2 自动气象站的选择

巴音沟河是新疆天山北坡中段的一条中小型河流,它是新疆塔城地区沙湾县与新疆塔城地区乌苏市的界河。巴音沟河上游有两条重要支流。其中大河方向的河流在乌苏市巴音沟牧场汇流成河。小河方向的河流,在沙湾县鹿角湾景区附近汇流成河。巴音沟大河与小河在安集海大峡谷处汇合成为一条河流。

巴音沟河牧场,隶属新疆乌苏市,海拔1 600m。距离巴音山庄直线距离30km,植被覆盖差,设有自动气象站。鹿角湾,隶属新疆沙湾县,属于旅游区,海拔2 000m,距离巴音山庄直线距离45km,属于林区,植被覆盖较好,设有自动气象站。安集海大峡谷,海拔1 200m,距离巴音山庄直线距离20km,植被覆盖差,设有洪水观察点。巴音山庄,隶属于新疆石河子市,属于旅游区,海拔900m,植被覆盖差,设有自动气象站。设有巴音沟河枢纽水文站。巴音沟河引水枢纽也在此。

表1 巴音沟河渠首日流量变化最大5天流量

在此选用巴音沟河牧场,鹿角湾,两个自动气象站数据。根据以往管理经验,洪水从安集海大峡谷到达巴音山庄需要2.5h,由于鹿角湾方向,河道较直且纵坡大,上游植被覆盖较好,所以洪水预报时间也设定为2.5小时。巴音沟河牧场预报时间设定为3h。

3 微信中自动气象站实时气象数据的使用方法

打开方法。打开微信,点击通讯录,点击公众号。点击右上角加号。输入“新疆气象台”。进入公众号。点击左下角“天气实况”,1、点击“实况表格”,点击“塔城地区”,查看“鹿角湾”可以查询鹿角湾的近1h实时温度,最小能见度,小时降雨量和最小相对湿度。点击“鹿角湾”可以查询鹿角湾的近10h实时温度,最小能见度,小时降雨量和最小相对湿度的实况曲线图。查看“乌苏市巴音沟牧场”可以查询鹿角湾的近1h实时温度,最小能见度,小时降雨量和最小相对湿度。点击“乌苏市巴音沟牧场”可以查询鹿角湾的近10h实时温度,最小能见度,小时降雨量和最小相对湿度的实况曲线图。更新时间约为5min一次。

图1 微信中自动气象站实时气象数据

点击“实况统计”,点击“塔城地区”,查看“鹿角湾”可以查询鹿角湾的近10h实时温度,最小能见度,小时降雨量和最小相对湿度。查看“乌苏市巴音沟牧场”可以查询鹿角湾近10h实时温度,最小能见度,小时降雨量和最小相对湿度。

4 上游降雨与洪水之间关系

2017年巴音沟河汛期上游降雨与洪峰关系。

2017年6月21日至2017年8月21日,选择巴音沟河渠首日流量变化最大5天流量进行分析,可以得出日流量变化主要于日降雨有关,降雨对变化流量影响巨大的是鹿角湾小河方向的降雨。

5 具体应用

2017年6月22日19点20点上游鹿角湾降雨合计50mm,19点20分安集海大峡谷人工预报点,预报鹿角湾方向涨水涨水30m3/s,21点45分巴音山庄(渠首站)拦沙库闸枢纽突遇洪水,洪水从40m3/s突然涨水至104.69m3/s。综合分析此次洪水是降雨型洪水,洪水急涨急落特征明显。

2017年6月24日16点上游鹿角湾降雨17mm,19点08分安集海大峡谷人工预报点,预报鹿角湾方向涨水100m3/s,21点45分巴音山庄(渠首站)拦沙库闸枢纽突遇洪水,洪水从40m3/s突然涨水至104.69m3/s,综合分析此次洪水是降雨型洪水,洪水急涨急落特征明显。

2017年7月15日凌晨0.55分巴音沟河突遇洪水,拦沙库20m过水断面水位突然涨至2m,洪水从80m3/s突然涨水至108.76m3/s。事后调查,此次洪水,根据鹿角弯和巴音沟牧场的实时天气情况,可以明确大河与小河同时发生1小时内8mm降雨是此次洪水的主要诱因。

6 结束语

巴音沟河影响汛期流量变化最大因素是降雨。自动气象站的实时降雨数据可以作为洪水预报的依据。也可以作为同类河流山区预报山洪的依据。通过手机微信就可以查询以上实时数据,简单方便。小尺度的实时测报较为灵敏,也能为农业生产提供3小左右的准确预报。同时也能够为旅游查询目的地实时天气情况。

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