徐秀麗 張玉田 賈小網(wǎng)

(江蘇省水文水資源勘測(cè)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(nèi)可能發(fā)生險(xiǎn)情的水位，對(duì)于確保河道安全運(yùn)行，保障社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展與人民生命財(cái)產(chǎn)不受損失有著重要意義[1]。長(zhǎng)江夏仕港站是長(zhǎng)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(jù)，其現(xiàn)有警戒水位4.04m為中華人民共和國(guó)成立初期根據(jù)當(dāng)時(shí)的水情、工情及防洪能力等確定的。近幾十年來(lái)，隨著自然條件的改變、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，長(zhǎng)江干流及區(qū)域防洪工程建設(shè)力度加大，特別是江堤達(dá)標(biāo)工程及其他防洪工程的相繼建設(shè)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(shì)發(fā)生較大變化[2]。由于多年來(lái)未結(jié)合工情、水情變化對(duì)警戒水位作系統(tǒng)核定，該警戒水位已不能客觀真實(shí)地反映工程實(shí)際防洪能力以及社會(huì)需求，失去了防汛特征水位應(yīng)有的警示作用[3]，因此開展長(zhǎng)江夏仕港站警戒水位復(fù)核工作十分必要。

1 基本情況

1.1 站點(diǎn)概況

長(zhǎng)江靖江段上起靖泰界河，下至如靖界河，全長(zhǎng)52.3km。代表站夏仕港閘水文站為省級(jí)報(bào)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(cè)驗(yàn)項(xiàng)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(nèi)江港堤防建設(shè)與抗洪斗爭(zhēng)基本是同步進(jìn)行的。20世紀(jì)50—90年代，長(zhǎng)江出現(xiàn)過(guò)多次較大險(xiǎn)情，江堤也經(jīng)歷多次加固。特別是1997年臺(tái)風(fēng)及1998年長(zhǎng)江特大洪水后，靖江市全面啟動(dòng)了長(zhǎng)江堤防達(dá)標(biāo)建設(shè)工程，實(shí)施了堤防加固、堤坡護(hù)砌、防滲灌漿、填塘固基等工程，大大增強(qiáng)了江堤的防洪能力。對(duì)照“長(zhǎng)流規(guī)”評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，靖江市境內(nèi)基本達(dá)到50年一遇標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)計(jì)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(jí)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(jìn)行水文分析計(jì)算，資料使用之前進(jìn)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(duì)該站年最高潮位進(jìn)行距平、累積距平分析，結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可知，長(zhǎng)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(zhǎng)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(gè)系列進(jìn)行最高潮位頻率分析、超不同等級(jí)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(jì)距平示意圖

1968—2021年、1968—1988年、1989—2021年數(shù)據(jù)系列對(duì)應(yīng)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(jù)夏仕港站兩個(gè)系列歷年最高潮位連續(xù)實(shí)測(cè)資料，用期望公式計(jì)算經(jīng)驗(yàn)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(gè)系列資料年最高潮位頻率計(jì)算成果見(jiàn)表1。

表1 夏仕港站年最高潮位頻率計(jì)算成果 單位：m

2.3 超不同等級(jí)潮位天數(shù)分析

根據(jù)夏仕港站1968—2021年日最高潮位系列資料，以0.10m為統(tǒng)計(jì)潮位段進(jìn)行日最高潮位超不同等級(jí)的天數(shù)統(tǒng)計(jì),繪制柱狀圖，見(jiàn)圖2。

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

以原警戒水位4.04m計(jì)算,自1968年以來(lái)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(dá)到30.0天。日最高潮位超5.00m的情況僅發(fā)生過(guò)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(jù)夏仕港站1968—2021年日最高潮位系列資料，以0.10m為統(tǒng)計(jì)潮位段進(jìn)行日最高潮位超不同等級(jí)的概率分析，統(tǒng)計(jì)累積概率，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知，夏仕港站日最高潮位超過(guò)5.00m的累積概率為0.03%，超過(guò)4.30m的累積概率為0.64%，超過(guò)4.00m的累積概率為2.26%。從分階段統(tǒng)計(jì)看，1968—1988年，夏仕港站日最高潮位超過(guò)5.00m的累積概率為0.01%，超過(guò)4.30m的累積概率為0.43%，超過(guò)4.00m的累積概率為1.73%。而1989—2021年日最高潮位超過(guò)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(shì)。

圖3 夏仕港站1968—2021年超不同水位等級(jí)累積概率

3 警戒水位核定

3.1 水位重現(xiàn)期

根據(jù)夏仕港站兩個(gè)系列進(jìn)行水位重現(xiàn)期分析計(jì)算,結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 夏仕港站不同重現(xiàn)期潮位值 單位：m

根據(jù)《警戒潮位核定規(guī)范》(GB/T 17839—2011)[6]核定岸段實(shí)際防御能力為50年一遇時(shí)，對(duì)應(yīng)的潮位重現(xiàn)期為2年一遇，對(duì)應(yīng)的潮位為4.40m。根據(jù)表2結(jié)果，初步核定夏仕港站警戒水位不超過(guò)4.40m。

3.2 超警天數(shù)分析

統(tǒng)計(jì)夏仕港站最高潮位超不同等級(jí)水位天數(shù)，見(jiàn)表3。從表3中可知，夏仕港站潮位在4.10～4.40m水位等級(jí)間，隨著水位級(jí)抬高，其達(dá)到或超等級(jí)水位的天數(shù)減少相對(duì)較明顯。

表3 夏仕港站日平均水位超不同等級(jí)水位天數(shù)統(tǒng)計(jì)

3.3 警戒水位核定

按照江蘇省政府的要求，長(zhǎng)江靖江段大堤從1997

年12月開始進(jìn)行達(dá)標(biāo)工程建設(shè)，到2000年完成，建成后基本上達(dá)到50年一遇的水平，防洪能力有了較大的提升，且根據(jù)《泰州市十四五水利發(fā)展規(guī)劃》及《靖江市長(zhǎng)江堤防防洪能力提升工程規(guī)劃》，長(zhǎng)江堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)將提升到100年一遇，現(xiàn)有警戒水位4.04m偏低，可適當(dāng)提升，根據(jù)《警戒潮位核定規(guī)范》(GB/T 17839—2011)核定岸段實(shí)際防御能力為50年一遇時(shí)，對(duì)應(yīng)的潮位為4.40m。

考慮到靖江市長(zhǎng)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(dá)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(diào)性，同時(shí)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(shí)又避免頻繁發(fā)布警戒水位，使防汛隊(duì)伍疲于奔命[7-8]，本文建議將夏仕港站警戒水位適當(dāng)提升至4.14m。

3.4 上下游對(duì)比分析

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

對(duì)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(jiàn)表4)。

表4 上下游站點(diǎn)警戒水位對(duì)比分析

夏仕港站對(duì)應(yīng)兩個(gè)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(yīng)有的警示作用。因此認(rèn)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(guò)復(fù)核論證分析，核定長(zhǎng)江夏仕港站警戒水位由4.04m調(diào)整到4.14m。復(fù)核成果(見(jiàn)表5)通過(guò)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(dǎo)日常防汛工作。

表5 夏仕港站警戒水位核定成果

4 結(jié) 語(yǔ)

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(píng)價(jià)洪水量級(jí)、工程防洪能力和組織防守力量的重要依據(jù)。本文從長(zhǎng)江靖江段實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合水情工情、上下游水位關(guān)系、行政管理需求等綜合確定警戒水位，對(duì)其他站點(diǎn)開展警戒水位復(fù)核工作具有一定的參考價(jià)值。