大运河常州段2007年最高水位成因分析

大运河常州段2007年最高水位成因分析
江苏省水文水资源勘测局常州分局吴金宁
2007年7月上旬，常州出现二次强降雨过程，河道水位快速上涨，部分区域遭受水涝，居民生活、企业生产及公路交通、航运等受到影响，导致区域防洪压力明显增加。

尽管降水量接近常年，但河道最高水位明显偏高，作为常武地区代表性水位站大运河常州站最高水位达5.23m（为建国以来第6位）。

现将大运河常州段2007年最高水位成因分析如下：
一、七月上旬雨情、水情
受冷暖空气交会影响，7月3日20时起常（州）武（进）地区普降小到大雨，局部暴雨，面平均日雨量73mm。

暴雨主要分布在金坛、九里、常州一带，其中上游丹阳站13mm，金坛站177mm，九里站134.8mm，常州站129.4mm，下游无锡站50.1mm。

7月7日，大运河镇江～无锡段沿线普降大到暴雨，其中镇江站111mm，丹阳站85mm，九里站122.2mm，常州站134.5mm，洛社站98mm，无锡站80.7mm。

受强降水影响，大运河水位从4日零时（水位4.04m）起涨，历时13小时涨至5.02m 后，呈下降趋势。

从7日12时起，常武地区又普降大到暴雨，水位开始上涨，历时22小时涨至5.23m（8日15时），最大涨幅1.19m，后历时79小时降至警戒水位4.30m以下。

通过对近10年水文资料分析，大运河常州段先后于1999年、2003年、2007年出现较大洪水。

1999年太湖流域发生了特大洪水，常武地区河湖水位普遍接近或超过历史最高水位，大运河水位从4.35m涨至5.48 m（建国后第2位），18小时上涨1.13m，水位在5.00m 以上达57小时。

2003年洪水主要由局部暴雨所形成，暴雨中心在沿江一带，沿江小河新闸站最大日雨量211mm，其12小时、24小时雨量超百年一遇，大运河水位从3.78m涨至5.41m ，20 小时上涨1.63m。

2007年大运河洪水主要由局部暴雨造成的，暴雨中心在沿大运河一线，水位最大涨幅为1.19m, 历时22小时，水位最大涨幅超过1999年。

二、大运河七月上旬高水位形成的原因
1、降水径流
由于社会经济的快速发展，常州城区面积迅速扩大，下垫面改变，“热岛”效应明显，同时部分内河、内塘被填埋，调蓄能力降低，导致暴雨汇流量大、速度快，最终形成河道水位快速上涨。

2007年7月上旬暴雨汇流时间约为4小时，比1999年缩短约2小时，比2003年提前近1小时。

根据降雨径流计算，常武地区7月1～15日产流21000万m 3。

大量的产汇流使当地河道水位迅速上涨，大运河常州站水位最大涨速为0.14m/小时（3日3—4时）。

平均水位涨率0.05m/小时。

最高水位为5.23m （7月8日），超警戒水位0.93m ，重现期为10年一遇。

2、上游来水量
7月7日，镇江地区降水较大，导致大运河来水量增多，加剧了大运河常州站水位上涨。

上游九里站实测最大来水流量为311 m 3/s （7月8日）。

7月1日～7月15日，大运河九里站上游来水13770万m 3。

接近该站1999年洪水期上游来水量，比2003年洪水期上游来水量少17%。

3、洪水顶托
（1）大运河下游洪水的顶托
大运河沿线控制站自西向东依次有丹阳站、九里站、常州站、洛社站。

其中，丹阳站西距常州站66km ，九里站西距常州站21km ，洛社站东距常州站30km 。

各站年最高水位变化趋势如下图。

通过与丰水年1999、2003年大运河沿线各站最高水位连线图得出，2007年大运河沿线水位比降最小，常州站是一个明显的转折变化点，其上游比降远大于下游比降。

九里站~常州段水位比降约为0.24/10000，大运河常州站～洛社段水位比降大约为0.1/10000。

2007年常州站以西段比降变小主要原因为常州主城区雨量大，同时常州城区向大运河的排涝能力加强造成的。

2007年常州站以东段比降变小的主要原因是下游洪水顶托所致。

由于无锡城区136平方公里防洪大包围圈的形成，其设计最大排涝流量达415m 3/s 。

2007
2007年沿线最高水位与1999年、2003年比较图
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0 6.5
7.0 7.5 丹阳
九里
常州
洛社
水 位
（米）
年7月4日凌晨开始，无锡南门站在三个小时内降水量超过50mm，无锡城区6小时降水量达106mm，为特大暴雨。

所有大包围水闸全部关闭，上游下泄的洪水通道受到限制，加上包围圈内排水（其最大排涝流量达150 m3/s）,大运河无锡仙蠡桥水位达到历史第二高水位4.77m，超过警戒水位1.18m，由于下游洪水位顶托，大运河常州段向东排水能力降低。

实测流量资料表明，大运河上游来水量（九里站）是下游出水量（横林站）的2.1倍。

仅在7月1～15日洪水期间，常武地区通过大运河净增水量12010万m3。

（2）入太湖口门封堵
受“太湖蓝藻事件”影响，常武地区沿太湖武进港闸、雅浦港闸于6月2日被要求关闭，7月上旬两场暴雨，雅浦港闸于4日开启排水，武进港闸于8日开启排水，至12日同时关闭。

根据还原计算，7月8日前武进港闸、雅浦港闸向太湖少排约5500万m3水量，滞留水量使常武地区河网水位平均抬高0.20m左右。

（3）内河排涝
常州市中心区泵站大多数建造于2003年以后，总计40余处，主要分布在澡港河（含老澡港河以及东支）、北塘河、横塘河、大运河、采菱港、白荡河以及南运河沿线。

7月上旬暴雨后，由常州市水利局河道管理处负责的排涝泵站全部投入运行，3～13日累计排水约530万m3，降低内河水位约0.80～1.00m。

洪水期间，内河泵站闸门关闭，运河洪水下泄通道受到限制，加上内河集中排涝，加剧了大运河常州段水位上涨。

4、沿江排水
沿江口门排水是常武地区运北片防洪除涝的重要途径，但受长江潮汛、河道条件、地形地势等自然因素的影响，排水有一定的局限性。

2007年7月上旬两场暴雨，常武地区河道水位迅速上涨，沿江小河新闸、魏村枢纽、澡港枢纽等节制闸利用长江低潮以自流方式排水。

由于适逢长江小潮汛期间（农历五月二十日），长江潮位不高，利于自流排水，至15日，新孟河等沿江主要河道共向长江排水13534万m3。

折合常武地区降水面深73mm，可有效降低大运河水位0.40m左右。

2007年洪水期间，如果长江潮位偏高，各闸排水条件受到限制，那么大运河常州站水位将超过5.23m。

三、结论与对策
暴雨是形成洪水的主体，暴雨的时间分配、笼罩面积及降雨的连续性是影响洪水特性的主要原因。

2007年暴雨是大运河常州站出现建国以来第6位高水位的主要原因，上游来水、下游洪水顶托、入太湖口门封堵增加了大运河常州段高水位出现的概率。

但沿江排水在一定程度上有效地降低了大运河水位。

近几年，大运河常州段出现较高洪水位次数有增加的趋势，为减轻防洪压力，应该采取以下几方面措施：
（1）增加本地区的水体容量。

如河道开挖、清淤、疏浚等。

（2）提高常州地区洪水外排能力，主要增加北排长江的能力建设。