无锡市区2017年暴雨洪水及其成因分析

盛龙寿， 秦建国， 姚 华， 严维宁， 席泽超

(江苏省水文水资源勘测局无锡分局， 江苏 无锡 214031)

2017年9月，受西风槽东移和低空切变线影响，太湖流域遭遇持续强降水，9月23日8时至26日8时，无锡站雨量174.8 mm。9月25日19时，无锡站最高水位达5.32 m。无锡地区人口密集，是我国重要的经济和文化中心之一。对该地区的暴雨洪水进行分析，对指导区域防汛工作具有重要的现实意义。

1 区域概况

无锡市区属平原水网地区，地形一般较平坦，其中平原地区地面高程一般在5～6 m，低洼圩区主要分布在锡澄运河、直湖港等地区，地面高程一般在3.5～4.5 m，南端无锡市区及附近一带地面高程最低，仅2.8～3.5 m。大部分地区地面高程均在江、湖高水位和低水位之间，汛期外河水位高于田面。为解决汛期外洪内涝的威胁，低洼地区均建成圩区。江南运河从西北向东南斜贯无锡市区，上游有新沟河(五牧河、直湖港段)、锡溧运河、锡澄运河等骨干河道与之沟通，直湖港在入太湖处建有直湖港节制闸。中游有洋溪河—双河、梁溪河等骨干河道与之沟通，市区段左邻无锡北塘联圩和运东大包围，其中和运东大包围共有仙蠡桥、利民桥、伯渎港、九里河、北兴塘、严埭港、江尖等7个大型排涝泵站，水站总装机流量415 m3/s。在江南运河与梁溪河的交汇处右岸设有无锡水位站，主要观测项目为降水量、水位，是无锡市区防汛测报的主要代表站，梁溪河入太湖处建有犊山闸水利枢纽、梅梁湖、大渲河泵站。犊山闸水利枢纽一般关闸挡污，当有特大洪水来袭时开闸泄洪。梅梁湖、大渲河泵站一般引太湖水入江南运河改善区域水质，当有特大洪水来袭时停止引水。

2 降雨分析

无锡市区2017年降水量(以无锡站为代表站，下同)为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%。汛期降水量为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月降水较多年平均分别偏多55.5%和308%，5月和7月则较多年平均分别偏少24.0%和62.1%。

2017年，无锡市于6月19日入梅，7月11日出梅，梅期23 d，梅期偏短，较常年少3 d，梅雨总量为82.9 mm，较多年平均值(252 mm)偏少67.1%，比太湖流域平均值偏少22.9%。

2017年无锡地区主要有2次强降雨过程。第一次降雨发生在6月9—10日，受冷暖气团相遇形成的锋面型影响，无锡地区普降暴雨，无锡站降水量114.6 mm。9月23—25日，受西风槽东移和低空切变线影响，无锡地区普降暴雨，3 d降水量178.4 mm，仅位列历史第12位(根据无锡站1950年至2019年降雨70年资料)。最大30 d降水量277.8 mm，重现期为6 a。无锡站2017年最大3 d降水量频率计算情况见表1[1]。

3 洪水分析

3.1 洪水特征

汛前4月底无锡站水位3.62 m，底水较高，比4月份多年平均值高0.60 m。受6月9日、10日暴雨影响，10日23时水位达到5.00 m，水位涨幅达1.67m，降雨、水位比率约1∶13[2]。之后水势较为平稳，受9月23日至25日3 d暴雨影响，无锡站水位从23日18时的3.65 m陡涨至25日19时的5.32 m，涨幅达1.67 m，降雨、水位比率约1∶10。10月2日6时，无锡站水位回落到正常的3.67 m。无锡站2017年6月、9月两场暴雨洪水降雨强度及水位涨幅情况见表2。

本次暴雨洪水的主要特点是：暴雨量并不是很大，但水位上涨迅速，涨幅很大，退水较慢，恢复到正常水位用时155 h。

3.2 成因分析

造成暴雨洪水的主要影响因素有天气和人类活动，大范围强降雨是造成2017年洪水的直接原因，人类活动影响也是造成2017年洪水的主要原因。受人类活动的影响，洪水水位重现期明显缩短。江南运河无锡站2015—2017年连续3年水位超历史实属罕见，2017年度最大洪水的重现期达126年一遇的水平，与同一场次暴雨的重现期严重背离，2015年、2016年情况类似。出现这种情况的主要原因有：

(1)城市排涝影响。无锡地区是我国经济较发达的区域之一，境内圩埦众多，如运东大包围、北塘联圩、运西片圩区等。受境内城市排涝的影响，洪水叠加，进一步提高了洪水位，增加了苏南运河、锡澄运河等排涝骨干河道防汛的压力[3]。

(2)行洪通道不畅。过去作为无锡城区主要行洪通道的梁溪河、直湖港等河道，目前为保护太湖水质，基本常年关闸挡污，仅在无锡站水位超过5.00 m时开闸泄洪，泄洪量分别为8 160万m3和1 828万m3。

表1 无锡站2017年最大3 d降水量频率计算

表2 无锡站2017年降水量、水位涨幅情况统计

(3)下垫面影响。由于城乡一体化进程的加快，导致城市不透水面积增加，产汇流速度加快，河道归槽水量增加，短时间内造成河道高水位[4]。

(4)底水较高。汛前4月底无锡站水位3.62 m，大大高于历史同期水位。

4 结 语

研究表明，受人类活动的巨大影响，同一场次暴雨和洪水的重现期严重背离，暴雨的重现期逐渐加大，而同期洪水的重现期则越来越短，近年来两者的差距有快速扩大的趋势。当夏季发生较大范围暴雨洪水时，苏南运河沿线及其周边的城市群往往会受到上有洪水来袭、下有雍水顶托的双重影响，造成排涝不畅。受高强度暴雨和城市排涝的综合影响，洪水上涨速度快、水位涨幅大，使本区域内城市群的堤防安全受到了较大冲击。

(1)完善城市防洪预案，科学合理调度水利工程。当江南运河高水位行洪时，无锡站水位超过4.00 m时，适当控制运东大包围江尖、仙蠡桥、利民桥泵站向江南运河排涝，改为通过伯渎港、九里河、北兴塘、严埭港泵站排涝。当无锡站水位超过4.20 m时，暂停梅梁湖、大渲河泵站调水引流。当无锡站水位超过4.50 m并且预报有大暴雨时，及时开启犊山闸、七号桥闸、直湖港闸向太湖泄洪。

(2)加快海绵城市建设，减少城市不透水面积，改善城区下垫面条件，增强涝水的调蓄能力[5]。加快实施无锡海绵城市专项规划，构建望虞河、新沟河、直湖港、白屈港的清水通道，从长江引清水入城，同时在非汛期减少对清水通道的排水，形成以锡澄运河、走马塘河为主的排水通道，与清水河道相互配合，加速城区水体交换。

(3)适当提高薄弱河道的堤岸防洪标准，进一步提高认识，压实责任，强化监管，建立健全堤防工程巡查制度，全面掌握堤防工程安全状况，及时发现堤防工程隐患并有效处置，确保堤防工程安全运行。明确维修养护项目安全要求，严把施工单位安全资质，督促施工单位严格落实安全生产责任制，制定并落实施工安全措施和应急预案。加强对险工患段的监测和专人防守，对可能影响汛期安全的险工患段，要储足应急抢险物料，落实抢险队伍，确保堤防工程安全，有效防范事故发生。

(4)加快水文现代化建设，提高对洪水的预测预报能力和水质监测能力。加快水文测报方式改革，重点加强降水量、水位、流量等水文要素的自动化测报能力，加强长江江阴段潮位、重点水库和骨干河道水位的预测预报能力，为防洪调度决策指挥提供准确及时的科学依据。注重对人才的培养，造就政治过硬、作风优良、技术精湛、敢于担当的防洪测报高素质专业人才队伍。