無錫市區(qū)2017年暴雨洪水及其成因分析

盛龍壽， 秦建國， 姚 華， 嚴(yán)維寧， 席澤超

(江蘇省水文水資源勘測局無錫分局， 江蘇 無錫 214031)

2017年9月，受西風(fēng)槽東移和低空切變線影響，太湖流域遭遇持續(xù)強(qiáng)降水，9月23日8時至26日8時，無錫站雨量174.8 mm。9月25日19時，無錫站最高水位達(dá)5.32 m。無錫地區(qū)人口密集，是我國重要的經(jīng)濟(jì)和文化中心之一。對該地區(qū)的暴雨洪水進(jìn)行分析，對指導(dǎo)區(qū)域防汛工作具有重要的現(xiàn)實意義。

1 區(qū)域概況

無錫市區(qū)屬平原水網(wǎng)地區(qū)，地形一般較平坦，其中平原地區(qū)地面高程一般在5～6 m，低洼圩區(qū)主要分布在錫澄運河、直湖港等地區(qū)，地面高程一般在3.5～4.5 m，南端無錫市區(qū)及附近一帶地面高程最低，僅2.8～3.5 m。大部分地區(qū)地面高程均在江、湖高水位和低水位之間，汛期外河水位高于田面。為解決汛期外洪內(nèi)澇的威脅，低洼地區(qū)均建成圩區(qū)。江南運河從西北向東南斜貫無錫市區(qū)，上游有新溝河(五牧河、直湖港段)、錫溧運河、錫澄運河等骨干河道與之溝通，直湖港在入太湖處建有直湖港節(jié)制閘。中游有洋溪河—雙河、梁溪河等骨干河道與之溝通，市區(qū)段左鄰無錫北塘聯(lián)圩和運東大包圍，其中和運東大包圍共有仙蠡橋、利民橋、伯瀆港、九里河、北興塘、嚴(yán)埭港、江尖等7個大型排澇泵站，水站總裝機(jī)流量415 m3/s。在江南運河與梁溪河的交匯處右岸設(shè)有無錫水位站，主要觀測項目為降水量、水位，是無錫市區(qū)防汛測報的主要代表站，梁溪河入太湖處建有犢山閘水利樞紐、梅梁湖、大渲河泵站。犢山閘水利樞紐一般關(guān)閘擋污，當(dāng)有特大洪水來襲時開閘泄洪。梅梁湖、大渲河泵站一般引太湖水入江南運河改善區(qū)域水質(zhì)，當(dāng)有特大洪水來襲時停止引水。

2 降雨分析

無錫市區(qū)2017年降水量(以無錫站為代表站，下同)為1 112.8 mm，比多年平均降水量偏多2.4%，汛前降水量261.4 mm，比多年平均降水量偏少8.0%。汛期降水量為747.6 mm，比多年平均降水量偏多11.8%。降水主要集中在6月、8月和9月，其中8月和9月降水較多年平均分別偏多55.5%和308%，5月和7月則較多年平均分別偏少24.0%和62.1%。

2017年，無錫市于6月19日入梅，7月11日出梅，梅期23 d，梅期偏短，較常年少3 d，梅雨總量為82.9 mm，較多年平均值(252 mm)偏少67.1%，比太湖流域平均值偏少22.9%。

2017年無錫地區(qū)主要有2次強(qiáng)降雨過程。第一次降雨發(fā)生在6月9—10日，受冷暖氣團(tuán)相遇形成的鋒面型影響，無錫地區(qū)普降暴雨，無錫站降水量114.6 mm。9月23—25日，受西風(fēng)槽東移和低空切變線影響，無錫地區(qū)普降暴雨，3 d降水量178.4 mm，僅位列歷史第12位(根據(jù)無錫站1950年至2019年降雨70年資料)。最大30 d降水量277.8 mm，重現(xiàn)期為6 a。無錫站2017年最大3 d降水量頻率計算情況見表1[1]。

3 洪水分析

3.1 洪水特征

汛前4月底無錫站水位3.62 m，底水較高，比4月份多年平均值高0.60 m。受6月9日、10日暴雨影響，10日23時水位達(dá)到5.00 m，水位漲幅達(dá)1.67m，降雨、水位比率約1∶13[2]。之后水勢較為平穩(wěn)，受9月23日至25日3 d暴雨影響，無錫站水位從23日18時的3.65 m陡漲至25日19時的5.32 m，漲幅達(dá)1.67 m，降雨、水位比率約1∶10。10月2日6時，無錫站水位回落到正常的3.67 m。無錫站2017年6月、9月兩場暴雨洪水降雨強(qiáng)度及水位漲幅情況見表2。

本次暴雨洪水的主要特點是：暴雨量并不是很大，但水位上漲迅速，漲幅很大，退水較慢，恢復(fù)到正常水位用時155 h。

3.2 成因分析

造成暴雨洪水的主要影響因素有天氣和人類活動，大范圍強(qiáng)降雨是造成2017年洪水的直接原因，人類活動影響也是造成2017年洪水的主要原因。受人類活動的影響，洪水水位重現(xiàn)期明顯縮短。江南運河無錫站2015—2017年連續(xù)3年水位超歷史實屬罕見，2017年度最大洪水的重現(xiàn)期達(dá)126年一遇的水平，與同一場次暴雨的重現(xiàn)期嚴(yán)重背離，2015年、2016年情況類似。出現(xiàn)這種情況的主要原因有：

(1)城市排澇影響。無錫地區(qū)是我國經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的區(qū)域之一，境內(nèi)圩埦眾多，如運東大包圍、北塘聯(lián)圩、運西片圩區(qū)等。受境內(nèi)城市排澇的影響，洪水疊加，進(jìn)一步提高了洪水位，增加了蘇南運河、錫澄運河等排澇骨干河道防汛的壓力[3]。

(2)行洪通道不暢。過去作為無錫城區(qū)主要行洪通道的梁溪河、直湖港等河道，目前為保護(hù)太湖水質(zhì)，基本常年關(guān)閘擋污，僅在無錫站水位超過5.00 m時開閘泄洪，泄洪量分別為8 160萬m3和1 828萬m3。

表1 無錫站2017年最大3 d降水量頻率計算

表2 無錫站2017年降水量、水位漲幅情況統(tǒng)計

(3)下墊面影響。由于城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程的加快，導(dǎo)致城市不透水面積增加，產(chǎn)匯流速度加快，河道歸槽水量增加，短時間內(nèi)造成河道高水位[4]。

(4)底水較高。汛前4月底無錫站水位3.62 m，大大高于歷史同期水位。

4 結(jié) 語

研究表明，受人類活動的巨大影響，同一場次暴雨和洪水的重現(xiàn)期嚴(yán)重背離，暴雨的重現(xiàn)期逐漸加大，而同期洪水的重現(xiàn)期則越來越短，近年來兩者的差距有快速擴(kuò)大的趨勢。當(dāng)夏季發(fā)生較大范圍暴雨洪水時，蘇南運河沿線及其周邊的城市群往往會受到上有洪水來襲、下有雍水頂托的雙重影響，造成排澇不暢。受高強(qiáng)度暴雨和城市排澇的綜合影響，洪水上漲速度快、水位漲幅大，使本區(qū)域內(nèi)城市群的堤防安全受到了較大沖擊。

(1)完善城市防洪預(yù)案，科學(xué)合理調(diào)度水利工程。當(dāng)江南運河高水位行洪時，無錫站水位超過4.00 m時，適當(dāng)控制運東大包圍江尖、仙蠡橋、利民橋泵站向江南運河排澇，改為通過伯瀆港、九里河、北興塘、嚴(yán)埭港泵站排澇。當(dāng)無錫站水位超過4.20 m時，暫停梅梁湖、大渲河泵站調(diào)水引流。當(dāng)無錫站水位超過4.50 m并且預(yù)報有大暴雨時，及時開啟犢山閘、七號橋閘、直湖港閘向太湖泄洪。

(2)加快海綿城市建設(shè)，減少城市不透水面積，改善城區(qū)下墊面條件，增強(qiáng)澇水的調(diào)蓄能力[5]。加快實施無錫海綿城市專項規(guī)劃，構(gòu)建望虞河、新溝河、直湖港、白屈港的清水通道，從長江引清水入城，同時在非汛期減少對清水通道的排水，形成以錫澄運河、走馬塘河為主的排水通道，與清水河道相互配合，加速城區(qū)水體交換。

(3)適當(dāng)提高薄弱河道的堤岸防洪標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提高認(rèn)識，壓實責(zé)任，強(qiáng)化監(jiān)管，建立健全堤防工程巡查制度，全面掌握堤防工程安全狀況，及時發(fā)現(xiàn)堤防工程隱患并有效處置，確保堤防工程安全運行。明確維修養(yǎng)護(hù)項目安全要求，嚴(yán)把施工單位安全資質(zhì)，督促施工單位嚴(yán)格落實安全生產(chǎn)責(zé)任制，制定并落實施工安全措施和應(yīng)急預(yù)案。加強(qiáng)對險工患段的監(jiān)測和專人防守，對可能影響汛期安全的險工患段，要儲足應(yīng)急搶險物料，落實搶險隊伍，確保堤防工程安全，有效防范事故發(fā)生。

(4)加快水文現(xiàn)代化建設(shè)，提高對洪水的預(yù)測預(yù)報能力和水質(zhì)監(jiān)測能力。加快水文測報方式改革，重點加強(qiáng)降水量、水位、流量等水文要素的自動化測報能力，加強(qiáng)長江江陰段潮位、重點水庫和骨干河道水位的預(yù)測預(yù)報能力，為防洪調(diào)度決策指揮提供準(zhǔn)確及時的科學(xué)依據(jù)。注重對人才的培養(yǎng)，造就政治過硬、作風(fēng)優(yōu)良、技術(shù)精湛、敢于擔(dān)當(dāng)?shù)姆篮闇y報高素質(zhì)專業(yè)人才隊伍。