2016年秦淮河流域暴雨洪水分析

陳 靜，聞余華，嚴 鋒 ，馮勝男

（1.江蘇省水文水資源勘測局，江蘇 南京 210029；2.江蘇省水文水資源勘測局南京分局，江蘇 南京 210008）

1 概述

秦淮河流域位于長江下游南岸，流域面積2684 km2，上游有溧水河、句容河兩源，匯合處設(shè)有前垾村水文站，中游設(shè)有東山水位站，下游為南京市及江寧區(qū)，由秦淮新閘和武定門閘控制入長江。

2016年秦淮河流域發(fā)生了超歷史的暴雨洪水，為1991年、2003年、2007年和2015年以來的一場特大洪水，秦淮河?xùn)|山水位站最高水位11.44 m，超警戒水位2.94 m，超2015年歷史最高水位0.27 m，本文將對2016年暴雨洪水進行全面的分析，并與歷史典型洪水進行比較，計算其洪水重現(xiàn)期，為流域防洪規(guī)劃和治理提供服務(wù)。

2 暴雨分析

2016年秦淮河流域年降水量1867.3 mm，較多年平均降水量偏多75%，歷史排位第一；其中梅雨期降水量為598.4 mm，比多年平均偏多1.46倍，歷史排位第一；汛前1～4月，汛期5～9月以及汛后10～12月降水量均比多年平均值偏多，特別是汛后降水量比多年平均偏多2.41倍，2016年秦淮河流域主要時段降水量與歷史比較見表1。

2016年秦淮河流域暴雨洪水發(fā)生在梅雨期6月19日～7月20日，本文著重分析該時間段區(qū)域暴雨洪水。

2.1 暴雨時空分布

由2016年秦淮河流域梅雨期逐日面降水量過程（圖1）可知，秦淮河流域降雨過程集中在6月30日～7月7日。其中7月1日全流域普降大暴雨，面雨量達128.1 mm，中心最大降雨量在溧水河上游天生橋站，為189 mm。150 mm以上暴雨分布在溧水河上游干河一帶，句容河流域降雨量100～150 m。最大3 d降雨量發(fā)生在7月1～3日，流域面雨量215.7 mm，溧水河上游降雨量超300 mm句容河降雨量在250 mm以上，最大點雨量天生橋站達334 mm；最大7 d雨量發(fā)生在6月30日～7月6日，流域面雨量達400.6 mm，排歷史第1位。

圖1 2016年秦淮河流域梅雨期逐日面降水量過程圖

2.2 與歷史暴雨比較

2.2.1 代表站最大 1 d、3 d、7 d 雨量

本次流域最大1 d、3 d、7 d暴雨中心雨量分布在溧水河區(qū)域，分布范圍廣，天生橋代表站最大1 d、3 d的點雨量排歷史第2位，最大7 d點雨量532.7 mm排歷史第1，而東山站和前垾村站點暴雨并不突出，最大1 d和3 d雨量均在歷史第3位以外，僅最大7 d暴雨排歷史第2和第3位。秦淮河流域代表站最大1 d～7 d雨量詳見表2。

2.2.2 暴雨籠罩面積

根據(jù)秦淮河流域特性，最大1 d至最大3 d暴雨與流域洪水緊密相關(guān)，再次是最大7 d。本次選取 2015、2007、2003、1991年最大 3 d暴雨進行對比，各級暴雨籠罩面積計算結(jié)果見表3。可知2016年最大3 d暴雨籠罩面積超過200mm，為2230 km2，大于2003年和2007年，小于2015年與1991年?？傮w看來，2016年最大3 d暴雨量級大于2007年和2003年，小于2015年和1991年。

2.2.3 最大1 d、3 d、7 d面雨量與重現(xiàn)期比較

根據(jù)流域內(nèi)27個相對穩(wěn)定的雨量代表站進行逐日面雨量算術(shù)平均統(tǒng)計，得出歷年最大1 d、3 d、7 d面雨量，選取 2015、2007、2003、1991年 4個大水年進行歷史排位和重現(xiàn)期分析，成果見表4。2016年流域最大1 d面雨量為121.8 mm，排歷史第12位，重現(xiàn)期7年，小于2005年和1991年，與2003年相當(dāng)，大于2007年；最大3 d為215.7 mm，排歷史第6，重現(xiàn)期13年，小于2005、2007、1991年，大于2003年；最大7 d為400.6 mm，排歷史第一，重現(xiàn)期52年，大于各典型年。由表4可知，2016年秦淮河流域最大3 d和最大7 d暴雨量級大，是形成流域性大洪水的主導(dǎo)因素。

表1 2016年秦淮河流域主要時段降水量與歷史比較統(tǒng)計表

表2 2016年秦淮河流域代表站最大1 d～7 d雨量歷史統(tǒng)計表

表3 2016年最大3 d暴雨籠罩面積與典型年比較表

表4 2016年秦淮河流域最大1 d、3 d和7 d面雨量與典型年比較

3 洪水分析

3.1 洪水過程

2016年7月1日始，由于秦淮河流域普降大到大暴雨，秦淮河水位暴漲，流量也急速加大。7月2日秦淮河干流前垾村水文站最大洪峰流量1200 m3/s，超過歷史最大流量1100 m3/s（2015年6月28日），之后流量逐步減少到100 m3/s（7月14日），最高水位12.17 m出現(xiàn)在7月5日，超過歷史最高水位12.14 m（2015年6月27日）。 2016年秦淮河流域控制站大洪水期洪水過程圖見圖2。

圖2 2016年秦淮河流域控制站大洪水期洪水過程

秦淮河下游東山站水位與上游前垾村水位變化基本一致，從7月1日5：00開始上漲，17：45達到警戒水位8.50 m，7月2日11∶45為10.74 m，達到1991年最高水位，7月4日8：20達到歷史最高水位11.17 m（2015年6月27日），7月5日5：50達到11.41 m，超過歷史最高水位0.24 m，超警戒水位2.91 m。7月7日3時開始秦淮河流域再次遭遇大暴雨，東山站水位7日6：20達到了11.44 m，超過歷史最高水位0.27 m，超警戒水位達2.94 m，隨后水位開始回落。在退水階段，因受新一輪強降雨影響，7月15日，東山站水位最高回漲至10.10 m，之后緩慢回落，至8月1日降至警戒水位之下，洪水過程整整持續(xù)44 d。

3.2 與歷史洪水比較

3.2.1 控制站洪水特征值

2016年秦淮河流域洪水特征值及與典型年比較見表5。由表5可知，2016年秦淮河干流前垾村站最大洪峰流量為1200 m3/s，大于2015年的1100 m3/s，為歷史最大；中游東山站最高水位11.44 m，大于2015年的11.17 m，為歷史第一；下游秦淮新河閘和武定門閘合計日均最大泄洪1342 m3/s，其中秦淮新河閘日平均泄洪865 m3/s，武定門閘日平均泄洪477 m3/s，出現(xiàn)在7月5日，排歷史第二，小于2015年的1456 m3/s。2016年最大泄洪小于2015年的最大泄洪的主要原因是2016年長江潮位的頂托比2015年更厲害，2016年7月5日長江南京站高潮位9.89 m大于2015年6月28日南京站高潮平均8.77 m，高潮位的頂托使得下泄流量減小。

3.2.2 最大 3 d、7 d 洪量

秦淮河流域下泄總流量由秦淮新河閘和武定門閘控制，統(tǒng)計各典型年最大3 d和7 d洪量，結(jié)果見表6。秦淮河流域2016年最大3 d洪量為3.41億m3，大于所有典型年最大3 d洪量，最大7 d洪量為7.58億m3，同樣大于歷史所有典型年最大7 d洪量。

表5 2016年秦淮河流域洪水特征值及與典型年比較表

表6 秦淮河2016年與歷史典型年最大3 d、7 d洪量對比表

3.3 洪水重現(xiàn)期分析

2016年秦淮河流域洪水重現(xiàn)期從2個方面進行比較分析：一是從秦淮河流域東山站最高水位分析其重現(xiàn)期，二是從秦淮河流域最大3 d、7 d排水洪量來分析其重現(xiàn)期。

3.3.1 最高水位重現(xiàn)期分析

2016年東山站最高水位11.44 m，是多種因素影響的結(jié)果，選取1950～2016年歷年最高水位進行頻率分析可知，2016年東山站最高水位重現(xiàn)期為70年。

根據(jù)南京市水利局等單位編寫的《南京市防洪規(guī)劃報告（2013～2030年）》成果，東山100一遇、50年一遇現(xiàn)狀水位復(fù)核的設(shè)計水位分別是11.85 m和11.39 m，對照規(guī)劃研究成果，2016年東山站最高水位11.44 m的重現(xiàn)期超50年。

根據(jù)芮孝芳、陳潔云發(fā)表的《感潮河段設(shè)計水位的推求》成果，東山100年一遇和50年一遇設(shè)計水位分別是11.93 m和11.49 m，對照該成果，2016年東山站最高水位11.44 m的重現(xiàn)期接近50年。

3.3.2 最大3 d、最大7 d洪量重現(xiàn)期分析

秦淮河流域洪水外排主要是通過秦淮新河閘及武定門閘向長江排水，秦淮新河閘1982年有排水流量資料，而武定門閘1962年有實測排水流量資料，將兩閘逐年日平均流量進行合并，并統(tǒng)計1962～2016年逐年最大3 d、最大7 d洪量，秦淮河流域2016年最大3 d、7 d洪量分別為3.41億m3和7.58億m3，均為歷史最大值。根據(jù)頻率計算分析，最大3 d洪量重現(xiàn)期為37年，最大7日洪量重現(xiàn)期為56年。

4 結(jié)語

2016年秦淮河流域年降水量和汛后降水量為歷史第一，梅雨期降雨量僅次于1992年，排歷史第二。由梅雨期暴雨時空分析可知，2016年秦淮河流域暴雨具有相對集中、范圍廣、強度大、持續(xù)性強的顯著特點，流域最大3 d面雨量及暴雨籠罩面積小于2015年和1991年，但大于2003年，與2007年相當(dāng)。

流域干流上游代表站發(fā)生超歷史最大洪峰流量，中游控制站東山站發(fā)生超歷史最高水位，下游最大3 d、7 d泄洪流量為歷史最大。流域洪水重現(xiàn)期經(jīng)多方比較，超50年。

參考文獻：

[1]聞余華，陳靚.秦淮河流域“2007·7”暴雨洪水分析[J] .人民長江，2008（15）∶20-24 .

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[3]江蘇省水利勘測設(shè)計研究院 . 秦淮河流域防洪規(guī)劃（討論稿）[R] . 2002 .

[4]芮孝芳，陳潔云 . 感潮河段設(shè)計水位的推求[J] . 水利水電技術(shù)，1999（11）∶39-42 .