徐秀麗 張玉田 賈小網

(江蘇省水文水資源勘測局泰州分局，江蘇 泰州 225300)

警戒水位是指在江、河、湖泊水位上漲到河段內可能發(fā)生險情的水位，對于確保河道安全運行，保障社會穩(wěn)定、經濟持續(xù)發(fā)展與人民生命財產不受損失有著重要意義[1]。長江夏仕港站是長江下游干流主要控制站，是泰州市城市防洪的重要水情站，該站的警戒水位是泰州市政府防汛指揮決策的重要參考依據，其現(xiàn)有警戒水位4.04m為中華人民共和國成立初期根據當時的水情、工情及防洪能力等確定的。近幾十年來，隨著自然條件的改變、社會經濟的發(fā)展，長江干流及區(qū)域防洪工程建設力度加大，特別是江堤達標工程及其他防洪工程的相繼建設完成，區(qū)域防洪能力已有較大提高，工情、水情和供用水形勢發(fā)生較大變化[2]。由于多年來未結合工情、水情變化對警戒水位作系統(tǒng)核定，該警戒水位已不能客觀真實地反映工程實際防洪能力以及社會需求，失去了防汛特征水位應有的警示作用[3]，因此開展長江夏仕港站警戒水位復核工作十分必要。

1 基本情況

1.1 站點概況

長江靖江段上起靖泰界河，下至如靖界河，全長52.3km。代表站夏仕港閘水文站為省級報汛站，位于靖江市斜橋鎮(zhèn)夏仕港閘，是夏仕港入江控制站，屬沿江感潮閘壩站。測驗項目包括水位(潮位)、流量、降水量、地下水位等，歷史最高潮位5.66m(1997年8月19日)。

1.2 防洪工程現(xiàn)狀

靖江境內江港堤防建設與抗洪斗爭基本是同步進行的。20世紀50—90年代，長江出現(xiàn)過多次較大險情，江堤也經歷多次加固。特別是1997年臺風及1998年長江特大洪水后，靖江市全面啟動了長江堤防達標建設工程，實施了堤防加固、堤坡護砌、防滲灌漿、填塘固基等工程，大大增強了江堤的防洪能力。對照“長流規(guī)”評價標準，靖江市境內基本達到50年一遇標準，主江堤采用“土堤+擋浪墻”形式，現(xiàn)狀墻頂高程為7.30～7.80m，全線大部分堤段滿足設計堤頂高程7.29～7.92m的要求，西界河至青龍港段堤頂高差約0.12m，現(xiàn)狀堤頂寬度6.0～7.5m，滿足二級堤防6.0m堤頂寬度要求[4]。

2 特征潮位分析

2.1 年最高潮位距平分析

本文選取夏仕港閘水文站1968—2021年系列資料進行水文分析計算，資料使用之前進行了三性審查及沉降改正，確保水文資料的可靠性、一致性、代表性。對該站年最高潮位進行距平、累積距平分析，結果見圖1。由圖1可知，長江夏仕港站潮位在1988年以前總體偏低，1988—2002年潮位總體偏高，自2003年長江三峽工程下閘蓄水后有所降低。因此將夏仕港系列資料按1968—2021年和1989—2021年兩個系列進行最高潮位頻率分析、超不同等級潮位天數(shù)分析和累積概率分析。

圖1 年最高高潮位距平、累計距平示意圖

1968—2021年、1968—1988年、1989—2021年數(shù)據系列對應的年最高潮位平均值分別為2.53m、2.49m、2.56m。

2.2 年最高潮位頻率分析

根據夏仕港站兩個系列歷年最高潮位連續(xù)實測資料，用期望公式計算經驗頻率，選用P-Ⅲ型曲線為理論分布線型，以矩法初估曲線參數(shù)并優(yōu)化適線最終確定參數(shù)[5]。夏仕港站兩個系列資料年最高潮位頻率計算成果見表1。

表1 夏仕港站年最高潮位頻率計算成果 單位：m

2.3 超不同等級潮位天數(shù)分析

根據夏仕港站1968—2021年日最高潮位系列資料，以0.10m為統(tǒng)計潮位段進行日最高潮位超不同等級的天數(shù)統(tǒng)計,繪制柱狀圖，見圖2。

圖2 夏仕港站1968—2021年不同水位級出現(xiàn)天數(shù)分布情況

以原警戒水位4.04m計算,自1968年以來平均每年約有7.0天超警戒；分階段看,1989年以前平均每年約有5.3天,1989年以后約有8.0天,約為1988年以前的1.5倍，最多的為1998年，達到30.0天。日最高潮位超5.00m的情況僅發(fā)生過5次，分布在4年中，分別為1974年、1996年、1997年、2002年，其中1996年發(fā)生2次，1974年、1997年、2002年各發(fā)生1次。

2.4 潮位累積概率分析

根據夏仕港站1968—2021年日最高潮位系列資料，以0.10m為統(tǒng)計潮位段進行日最高潮位超不同等級的概率分析，統(tǒng)計累積概率，結果見圖3。

由圖3可知，夏仕港站日最高潮位超過5.00m的累積概率為0.03%，超過4.30m的累積概率為0.64%，超過4.00m的累積概率為2.26%。從分階段統(tǒng)計看，1968—1988年，夏仕港站日最高潮位超過5.00m的累積概率為0.01%，超過4.30m的累積概率為0.43%，超過4.00m的累積概率為1.73%。而1989—2021年日最高潮位超過5.00m、4.30m、4.00m的累積概率分別為0.03%、0.78%、2.60%，與1968—1988年相比有增加的趨勢。

圖3 夏仕港站1968—2021年超不同水位等級累積概率

3 警戒水位核定

3.1 水位重現(xiàn)期

根據夏仕港站兩個系列進行水位重現(xiàn)期分析計算,結果見表2。

表2 夏仕港站不同重現(xiàn)期潮位值 單位：m

根據《警戒潮位核定規(guī)范》(GB/T 17839—2011)[6]核定岸段實際防御能力為50年一遇時，對應的潮位重現(xiàn)期為2年一遇，對應的潮位為4.40m。根據表2結果，初步核定夏仕港站警戒水位不超過4.40m。

3.2 超警天數(shù)分析

統(tǒng)計夏仕港站最高潮位超不同等級水位天數(shù)，見表3。從表3中可知，夏仕港站潮位在4.10～4.40m水位等級間，隨著水位級抬高，其達到或超等級水位的天數(shù)減少相對較明顯。

表3 夏仕港站日平均水位超不同等級水位天數(shù)統(tǒng)計

3.3 警戒水位核定

按照江蘇省政府的要求，長江靖江段大堤從1997

年12月開始進行達標工程建設，到2000年完成，建成后基本上達到50年一遇的水平，防洪能力有了較大的提升，且根據《泰州市十四五水利發(fā)展規(guī)劃》及《靖江市長江堤防防洪能力提升工程規(guī)劃》，長江堤防防洪標準將提升到100年一遇，現(xiàn)有警戒水位4.04m偏低，可適當提升，根據《警戒潮位核定規(guī)范》(GB/T 17839—2011)核定岸段實際防御能力為50年一遇時，對應的潮位為4.40m。

考慮到靖江市長江堤防防洪仍存在一定薄弱環(huán)節(jié)，并留有一定的安全值，警戒水位不宜達4.40m的上限。江陰站位于夏仕港站上游約15km處，2018年核定警戒水位為4.14m，考慮到上下游協(xié)調性，同時綜合考慮適宜的年均超警天數(shù)，使警戒水位能夠起到警戒作用，同時又避免頻繁發(fā)布警戒水位，使防汛隊伍疲于奔命[7-8]，本文建議將夏仕港站警戒水位適當提升至4.14m。

3.4 上下游對比分析

分析本站點及上、下游鄰近站點現(xiàn)狀警戒水位是警戒水位核定的重要基礎，應做到與上下游、左右岸相協(xié)調，并留有一定余地。

對比夏仕港站上游的江陰站，以及下游天生港站的警戒水位，綜合分析確定夏仕港站警戒水位(見表4)。

表4 上下游站點警戒水位對比分析

夏仕港站對應兩個不同系列資料的重現(xiàn)期為1.30年一遇和1.36年一遇，多年平均超警天數(shù)分別為4.90天和5.80天。與《警戒潮位核定規(guī)范》(GB/T 17839—2011)相比重現(xiàn)期雖偏低，但適宜的年超警天數(shù)可起到防汛特征水位應有的警示作用。因此認為夏仕港站警戒水位抬高至4.14m是適宜的。

3.5 核定成果

通過復核論證分析，核定長江夏仕港站警戒水位由4.04m調整到4.14m。復核成果(見表5)通過了專家審查，符合水行政主管部門日常管理需求，并由泰州市防汛防旱指揮部發(fā)文采用，指導日常防汛工作。

表5 夏仕港站警戒水位核定成果

4 結 語

警戒水位是防汛部門規(guī)定的江河堤防需要處于防守戒備狀態(tài)的水位，是評價洪水量級、工程防洪能力和組織防守力量的重要依據。本文從長江靖江段實際情況出發(fā)，結合水情工情、上下游水位關系、行政管理需求等綜合確定警戒水位，對其他站點開展警戒水位復核工作具有一定的參考價值。