周 吉 季永東 白寧明 張小穩(wěn)

（1.無錫市防汛防旱指揮部辦公室，江蘇 無錫 214031；2.無錫市水利局，江蘇 無錫 214031）

1 研究背景

近20年來，太湖流域綜合治理工程、區(qū)域防洪除澇工程、調水引流工程等都取得了豐碩成果。如何科學、合理、精準地調度水利工程，充分發(fā)揮其興水利除水害的作用，具有重要的現實意義和指導意義。結合近年來無錫市水情調度工作的實踐經驗，筆者針對錫澄地區(qū)的水情、雨情、工情進行了初步研究，探索其新特點、新情況，總結其產生原因及對經濟社會的影響，并有針對性地提出水情調度工作的建議。

2 基本情況

錫澄地區(qū)北依長江，南瀕太湖，東有望虞河溝通太湖和長江，江南運河從西北向東南穿城而過，是本地區(qū)航運、行洪的大動脈，直接影響著無錫市中心城區(qū)的防洪安全。本區(qū)水系以江南運河為中樞，分南北兩片，區(qū)域內河網密布、互相溝通、通江達湖。無錫水位站為本地區(qū)的主要代表站點。

2.1 江南運河（無錫段）概況

江南運河沿線途經江蘇省鎮(zhèn)江、常州、無錫、蘇州4 市，其中，無錫段西起洛社（西柵浜口），東訖新安（月城河口），河段全長42.28 km，河口寬度60～140 m，河底高程為-3.0 m（鎮(zhèn)江吳淞基面，下同），承擔著行洪、排澇、航運、景觀等多項功能。

2.2 主要水文站點概況

無錫水位站為錫澄低片河網地區(qū)的主要代表站，其他代表站點還有江南運河洛社站，錫澄運河青陽站、望虞河甘露站。筆者研究的對象為無錫站1923年建站以來至2013年間的70年實測資料，其中，建國前僅有15年實測資料，建國后該站水文觀測進入常態(tài)化，水文實測資料系列長，測驗精度高，資料整編情況好，水文資料符合技術規(guī)范要求，具有較高的代表性、可靠性和一致性。

2.3 沿線城市防洪工程概況

2003年起，蘇州、無錫、常州三市掀起了城市防洪工程建設的高潮，2006～2010年陸續(xù)建成投運，防洪標準均為200年一遇，排澇標準均為20年一遇，其中，大運河沿線共建成14座大、中型水利樞紐，總計泵排能力530 m3/s。建成投運以來，城市防洪工程在蘇州、無錫、常州三市的中心城區(qū)防洪、除澇以及改善景觀水環(huán)境等方面發(fā)揮了巨大作用。

3 近年來雨水情特點

以無錫站1952～2013年水位、降雨資料作為樣本，選取1952～2006年、2007～2013年兩個時間段進行對比研究。

3.1 年降水量及汛期降水量總體呈水平變化趨勢

圖1 1952～2013年年降水量

圖2 1952～2013年汛期降水量

從年降水量和汛期降水量的趨勢（圖1、圖2）來看，1952～2013年線性回歸趨勢基本是水平的；8年平均平滑曲線雖有波動，但沒有明顯的轉折點；20 世紀70、80年代總體降水量較少，90年代偏高，1997年以后，降水量基本接近常年平均值。

3.2 年平均水位呈現抬高趨勢

年平均水位是一個重要的水文特征指標，能體現該地區(qū)河網年均蓄水量的多少，其主要受地區(qū)下墊面、水面率、降水量及周邊水利工程運用情況的影響。

據統計分析：建國前有水文記載的12年（1923～1936年），無錫站多年平均水位為2.91 m。建國后至2006年的54年（1952～2006年），多年平均水位為3.10 m，較建國前抬高了0.19 m。2007～2013年，無錫站年平均水位為3.51 m，較1952～2006年抬高了0.41 m，較建國前抬高了0.60 m。周邊洛社、青陽、陳墅等錫澄地區(qū)主要水文站多年平均水位也相應抬高。

從歷史情況看，1954年太湖遭遇全流域洪澇，年平均水位達到3.55 m。1991年、1999年太湖流域特大洪澇，年平均水位為3.39 m 和3.35 m，居1952～2006年的第二、三位。2007～2013年，年平均水位均超過3.40 m，其中，2008、2010、2012、2013年超過了3.50 m。特別是2010年，當年無錫站年降雨量、汛期降雨量、梅雨期雨量分別為910.8 mm、469.4 mm、159.6 mm，均低于相應多年平均值1113.8 mm、681.1 mm、242.6 mm，但該年年平均水位達到了3.59 m，超過1954年的3.55 m，躍居本站有資料記載以來的歷年之首，隨后的2012年也超過1954年，達到了3.56 m。

從年平均水位線性回歸趨勢來看（見圖3），1952～2013年平均水位總體呈升高的趨勢；從8年移動平均指數來看，1972年為明顯分界點，年平均水位變化趨勢出現明顯拐點，由下降轉為上升。其中，1972～1996年上升較為明顯，1996～2002年趨于平緩。2003年以來，上升的趨勢更加明顯。

3.3 年最高水位抬高的趨勢

年最高水位是某地區(qū)降雨過程中河道水面率、下墊面、河道行洪能力、水利工程運行情況等因素的綜合反應。

從年最高水位線性變化趨勢來看（見圖4），1952～2013年，年平均水位呈逐年升高的趨勢。從8年移動平均指數來看，1972年也是一個明顯分界點，年最高水位變化趨勢出現拐點，從下降轉為上升。2007～2013年，年最高水位平均值為4.54 m，較1952～2006年抬高了0.64 m。2011年年最高水位4.87 m，較1991年的歷史最高水位4.88 m 僅低了0.01 m。

3.4 高水位出現的頻率增多

圖3 1952～2013年無錫站年平均水位

圖4 1952～2013年無錫站年最高水位

據記載，公元1121～1999年的878年間，無錫共有373年為洪澇災年，占總年數的42.4%，1990～2006年，運河無錫站超過4.00 m 以上水位的次數由過去每三年一次發(fā)展到一至兩年一次，洪水重現期有明顯縮短的趨勢。2007～2013年，無錫站水位每年超過4.00 m 以上的次數平均為4.86 次，最多為2007年的9 次；每年超過4.40 m 以上的次數平均為1.57次，最多為2009年的4 次。高水位出現頻次較過去有了大幅度提高。

3.5 水位上漲“來猛去滯”，持續(xù)時間長

2012年8月，受強臺風“?？庇绊懀a澄地區(qū)遭遇強降雨，面雨量168.6 mm，其中，無錫站雨量205.9 mm。8日9 ∶00，無錫站起漲水位3.44 m；9日3 ∶00 漲至最高水位4.66 m，18 h 水位上漲1.22 m，平均漲幅0.07 m/h。水位回落過程中，截至12日9 ∶00，水位仍在4.00 m 以下，回落速度不足0.01 m/h（見圖5）。從洪水過程線來看，洪峰過程“來猛去滯”的特點十分明顯，一方面是因為圩區(qū)排澇能力增強，但更主要的原因在于河道排澇能力不足。

圖5 2012年臺風“?？逼陂g錫澄地區(qū)各站水位過程線

4 出現新特點的原因分析

4.1 城鎮(zhèn)化進程加劇了產流匯流速度

城鎮(zhèn)化進程減少了水面率，也改變了下勢面的條件，對年平均水位、年最高水位、高水位頻次以及洪峰峰型都有直接影響。從8年移動平均曲線可以看出（見圖3、圖4），錫澄地區(qū)河網水位的抬高與20 世紀70、80年代以來城鎮(zhèn)化進程的加速有密切關系。

4.2 錫澄地區(qū)泄洪出路減少

錫澄地區(qū)原有北排長江、南泄太湖、東入望虞河和江南運河等四條洪水出路。2007年5月太湖藍藻爆發(fā)引發(fā)水源地供水危機后，無錫市沿湖25座水閘常年關閘擋污，江南運河未向太湖排泄洪澇水，使得太湖對無錫地區(qū)河網的調蓄功能嚴重削弱。據統計，2007～2013年，江南運河無錫站平均水位高于太湖平均水位約0.20 m。特別是江南運河高水位行洪時，無錫站水位高出太湖平均水位達到了0.50～1.00 m。如江南運河向太湖泄洪，無錫站水位將大大降低。

4.3 望虞河“引江濟太”抬高了基礎水位

為改善太湖水環(huán)境，太湖局靈活運用現有水利工程，通過望虞河引長江水向太湖補水?！耙瓭逼陂g，望虞河高水位阻斷了無錫地區(qū)河道東排出路，河水甚至通過西岸眾多不設防的口門倒流。“引江濟太”多在枯水期或汛期干旱少雨時實施，對年平均水位抬高有直接影響。據統計，2003～2013年，“引江濟太”年均引長江水19.89 億m3，其中，入太湖水量年均9.18 億m3。

4.4 梅梁湖調水引流抬高江南運河無錫站水位

2007年5月以來，為保護水源地安全，無錫市實施了梅梁湖調水引流，常年以20～30 m3/s 的流量拉動太湖水體。2007～2013年，梅梁湖、大渲河泵站年均調水8.31 億m3，相當于太湖常年蓄水量的1/5。在拉動梅粱湖水體流動的同時，也抬高了江南運河水位。

4.5 長江沿線水閘、泵站引水

為滿足人們對優(yōu)質水環(huán)境的需求，2003年以來，錫澄地區(qū)依托沿江優(yōu)勢，加大長江引水力度。2003～2013年期間，錫澄地區(qū)年均引水量為15.83億m3。特別是2005～2007年，年引水量都超過了20 億m3。

4.6 蘇州、無錫、常州城市防洪工程以及低洼地區(qū)圩區(qū)排水能力增強

汛期，蘇州、無錫、常州三市城市防洪工程及各圩區(qū)啟用后，沿運河泵站向江南運河排泄?jié)乘?，對推高年最高水位及洪峰水位有較大影響。無錫地處江南運河的中段，上游有常州客水壓境，下游有蘇州高水位頂托，下泄不暢，加上受周邊圩區(qū)外排河道行洪能力不足限制，造成無錫段江南運河洪水“來猛去滯”的新特點。

5 思考與建議

錫澄地區(qū)河網水位的新特點表明，人類活動對自然界的影響力越來越大。年平均水位的抬高表明錫澄地區(qū)河網蓄水總量增大，可利用的水資源量也相應增加。干旱年份河網水位偏低時，通過科學調度，發(fā)揮水利工程的引排作用，將河網水位保持在有利于水生態(tài)平衡、水環(huán)境改善的水平，可極大地提高人民群眾的生活品質。同時，更有利于農業(yè)灌溉保豐產。2013年7、8月，錫澄地區(qū)發(fā)生大旱情，連續(xù)45 d 高溫少雨，干旱程度不亞于1978年。通過沿江引水、“引江濟太”等一系列措施，使錫澄地區(qū)河網水位始終保持在3.0 m 以上，取得了大旱之年無大災的重大勝利，獲得了巨大的社會效益。

另一方面，高水位行洪頻率加劇、持續(xù)時間延長以及洪峰峰值抬高，不利于區(qū)域防洪安全。為進一步優(yōu)化水情調度，發(fā)揮水利工程興利除害的作用，筆者提出以下建議。

5.1 統籌兼顧防洪與調水，調水服從于防洪

增強水利工程的調控能力是興利除害硬實力的提升，提高科學調度水平則是軟實力的體現。水文氣象部門要加強預測預報的精準度，水情調度部門要制定切實可行的水情調度方案。當預報有強降雨時，特別是要在臺風等突發(fā)氣象災害前，提早預降河網水位，增加調蓄庫容，削減洪峰水位。汛期還要特別關注旱澇急轉的現象發(fā)生。在水情調度中應堅決執(zhí)行調水服從于防洪的原則。

5.2 科學調度城市防洪工程，避免江南運河水位上漲過猛

對江南運河沿線各城市防洪工程的控制運用，應當做到統籌兼顧。降雨初期，各市可利用江南運河作為主要行洪通道，預排澇水。強降雨過程中，要控制運用沿線泵站，避免集中排澇造成江南運河水位上漲過猛。

5.3 江南運河高水位行洪時，應適時調整梅梁湖調水引流方案

汛期，江南運河高水位行洪時，運西片梁溪河沿岸地區(qū)澇水無出路，甚至面臨倒灌危險。此時，梅梁湖調水流量需酌減或者暫停調水。

5.4 依托長江優(yōu)勢，實施“大引大排”

區(qū)域排澇能力增強，只是局部防汛壓力的轉移，遇流域性洪澇災害時，增強外圍河道的行洪能力才是防災減災的根本保證。長江和太湖是錫澄地區(qū)最重要的外圍水環(huán)境，在南排太湖受阻及江南運河超負荷行洪的情況下，北排長江和東排望虞河入江是錫澄地區(qū)澇水外排的根本出路。建議各級規(guī)劃部門要加強河道疏浚及沿江泵排能力建設，實施“大引大排”戰(zhàn)略。