2.1.4　水系结构

2.1.4.1　流域水系

牡丹江两岸支流分布较为均匀，水系呈树枝状，支流多数短而湍急。自牡丹江市以下，左岸支流与主干多呈直角汇入。支流一般不大，干流沿程纳入较大支流7条，牡丹江市以上有沙河、珠尔多河、蛤蟆河、海浪河；牡丹江市以下有五林河、三道河子、乌斯浑河。牡丹江的最大支流是海浪河，全长218km，流域面积5251km2，占总流域面积的1/7，多年平均径流量约占牡丹江水系径流量的20%～30%。

牡丹江流域干流多年平均径流深变化不大，上游大而下游小，径流深为227～267mm。支流的径流深为左岸大于右岸，海浪河上游多年平均径流深为317～391mm，年径流变差系数CV值0.35～0.40。

牡丹江镜泊湖以上为上游，属中高山区，敦化附近为较宽阔的谷地，敦化以下河谷狭窄；镜泊湖至牡丹江市为中游，河谷开阔，为不对称“U”形，两岸是较平缓的丘陵地带；牡丹江市以下至依兰为下游，山岭重叠，河谷深切，两岸多陡壁，相对高度较大，河谷两岸交替出现冲积台地，多已开垦为耕地。

牡丹江市水文站、石头水文站、长汀水文站1999—2008年10年的水文系列资料的分析结果显示，牡丹江属于季节性河流，5—9月汛期的流量远大于枯水期的流量。牡丹江市水文站2008年水位、流量变化曲线如图2-2所示。

从图2-2中可以看出，枯水期的流量在30～50m3/s之间，而汛期流量大多在200m3/s以上，很多情况下超过了400m3/s；水位的变化范围为224～226m，且变化趋势和流量的变化较为一致，流量大则水位高，反之亦然。2008年，最大洪水流量为515m3/s，发生在8月13日，对应最高水位为225.8m；最枯流量为23.6m3/s，发生在2月8日，对应的水位为224.59m。

牡丹江市水文站2008年流量-水位关系曲线如图2-3所示。从图中可以看出，流量随水位的提高而增加，在中流量和大流量的情况下，其相关性很好，绝大部分点都集中在一条光滑变化的曲线上，其规律与大部分河流的变化相似。值得注意的是，在低流量时，有不少点偏离了该变化曲线，说明在低流量的部分情况下，存在不同的水位-流量变化规律。牡丹江的枯水期发生在冬春季节，气温很低，水面结冰，增加了水流的阻力。同时，所有这些偏离点均位于正常变化曲线的右下方，说明在给定水位下，过流能力有所减小；也就是通过相同的流量，需要更大的过流面积。这些偏离点的分布比较凌乱，从中难以找到明确的流量-水位关系，冰封条件下，牡丹江的水流特性极其复杂。

镜泊湖水库位于牡丹江市宁安市境内的松花江支流牡丹江中上游河段上，坝址距牡丹江市约110km，距宁安市城区约50km，交通便利。镜泊湖水库是在天然湖泊基础上筑坝而形成的一座以发电、防洪为主，兼顾下游灌溉、城市用水和旅游等综合利用的大型水利枢纽工程，在黑龙江省电网中担任调峰、调相、事故备用任务。大坝始建于1938年，全长2633m。

镜泊湖状似蝴蝶，其西北、东南与两翼逐渐翘起，湖中大小岛屿星罗棋布、湖主体呈NE-SW向带状延长，局部受次级构造影响有NW-SE向分支，在平面上呈“3”字形湖盆形态由南向北逐渐加深，底质南部多为腐泥，北部多为砂岩，并有少量的砂、淤泥沉积；湖周围尚有30余条入湖山间河流，较大者有大夹吉河、松乙河、尔站河。湖水南浅北深，湖面海拔350m，最深处超过60m，最浅处则只有1m；湖形狭长，南北长45km，东西最宽处6km，面积约91.5km2。

镜泊湖水库控制流域面积11820km2，占牡丹江流域的31.0%，多年平均径流量3.14×109m3，多年平均入库流量100m3/s。水库正常蓄水位353.50m，相应库容1.63×109m3，其正常蓄水位为坝顶高程，镜泊湖水库为坝顶溢流的泄流方式；水库死水位为341.0m，相应库容为6.8×108m3，可调节库容为9.45×108m3；100年一遇设计洪水位为354.65m，1000年一遇校核洪水位为355.00m，水库总库容为1.82×109m3。镜泊湖流域多年平均降水量为647mm，6—9月降水量占全年降水量的70%以上，多年平均入库水量为3.02×109m3，最大年入库水量为5.51×109m3，最小年入库水量为7.3×108m3，6—9月入库水量占全年的70%。镜泊湖水位年内变化特征为：最高水位多出现在8—9月，最低水位多出现在3—4月，多年平均水位为347.95m，最高水位为354.43m，最低水位为339.17m。2010年5月1日，镜泊湖吊水楼瀑布创造了1938年有水文记录以来的历史最高水位纪录。

镜泊湖电站总装机容量96MW，原设计多年平均发电量3.2×108kW·h。水库为不完全多年调节水库。镜泊湖水库水位-库容关系见图2-4。

镜泊湖水库是由第四纪火山喷发的岩浆阻塞而形成的天然湖泊，为了防止冻坏大坝，年末水库水位需要控制在350.0m以下。镜泊湖水库主要特征参数见表2-1。

2.1.4.2　流域河道水下地形

（1）河道地形测量方法

对镜泊湖下游至石岩电站、海浪河石河电站至汇流口、柴河大桥至莲花湖的地形进行了监测，河段地形的具体监测内容和要求如下：

① 河道水下地形观测的方法、精度和成果应满足《水道观测规范》SL 257—2000的要求。

② 量测区段：牡丹江干流柴河大桥—莲花湖大坝、镜泊湖—石岩电站大坝、海浪河的石河水文站—汇合口（共约35km）。

③ 量测断面：断面间距1km，具体定位需要根据实际地形确定。

④ 断面观测包括水下部分和水上部分，水下部分根据地形合理布点，能反映断面的变化特性，水上部分的宽度应覆盖1%洪水的范围。

⑤ 记录监测当天各断面的水位。

⑥ 地形和水位的高程均以国家85高程给出。

（2）流域水下地形

牡丹江的地形断面多数为抛物线形的断面，在个别较宽的断面上存在一定的浅滩。所测量江段河床的底高程随纵向距离的变化如图2-5所示（起点为西阁水质监测断面）。可以看出，河床变化的总体趋势从上游到下游逐渐降低，河床平均纵坡为0.0004，牡丹江城市江段相邻断面起伏较大，变化极为不规律，深潭和浅滩交替。