太湖警戒水位研究

林荷娟，程媛华，梅 青，徐家贵

（1.水利部太湖流域管理局水文局（信息中心），200434，上海；2.水利部太湖流域管理局，200434，上海）

警戒水位是指江、河、湖泊水位上涨至堤防可能发生险情，需要开始加强防守和戒备的水位。太湖水位是指环太湖望亭太、大浦口、夹浦、小梅口和西山5站水位的算术平均值，其警戒水位是反映环湖大堤防洪能力以及太湖防汛形势的特征水位，是流域防总工作部署的依据之一。1984年水利部太湖流域管理局成立前就已经确定太湖警戒水位3.50 m。据了解，由于当时环湖大堤尚未建成，3.50 m的太湖警戒水位主要依据环湖周边的地面高程确定，同时用太湖水位反映太湖水情。20世纪90年代以来，环湖大堤防洪能力已有显著提高，3.50 m的太湖警戒水位已不能客观真实反映环湖大堤实际防洪能力和太湖的防洪形势，与太湖流域防汛工作实际也不相适应。

一是3.50 m的太湖警戒水位与环湖大堤的实际防洪能力不协调。环湖大堤作为防御太湖洪水的重要屏障，经历了由20世纪50—60年代的无堤到20世纪80—90年代的土堤再到现在按防御50年一遇洪水设计的大堤等发展阶段，防洪能力得到了显著提升。根据对环湖周边地市的调查情况，太湖水位达到3.50 m后环湖大堤基本不会发生险情，也不需要加强防守和戒备。3.50 m的太湖警戒水位已不能真实反映环湖大堤实际防洪能力，失去了应有的警示作用。

二是3.50 m的太湖警戒水位不能客观反映太湖防汛形势。根据1954—2010年太湖水位统计分析，57年中平均1.6年就要出现1次太湖水位超警，超警年份中平均超警天数达64天。2002—2010年期间，太湖流域平均降雨量比多年平均偏少3%，属平偏枯年份，而期间平均每年超警天数达29天，超警年份中平均超警天数达44天。太湖水位超警年份和平均年超警天数均过于频繁，3.50 m的太湖警戒水位不能客观反映太湖实际汛情和防汛形势。

三是社会各界对太湖超警的关注程度不断提高，太湖警戒水位设置更应科学合理。太湖流域经济发达，太湖及区域水位超警备受社会公众及媒体关注，经常成为媒体报道的焦点和热点。太湖警戒水位设置偏低，经常出现太湖水位长时间超警的不合理现象，给社会公众造成误解，给防汛部门增加了不必要的舆论压力，也不利于防汛工作的正常开展。

为此，本文根据警戒水位定义，结合太湖特点，开展了环湖大堤防洪能力分析、堤防工程实际运用状况分析以及太湖水位频率分析，提出了太湖警戒水位调整建议。

一、太湖警戒水位确定原则

1.结合工程现状，充分预警

太湖警戒水位应综合考虑环湖大堤工程现状、历史出险情况、洪水灾害可能造成的威胁等因素。避免太湖警戒水位选取过低，频繁发布预警，导致有警无险，产生松懈麻痹思想，失去警戒作用。

2.结合工作实际，合理制定警戒水位

太湖警戒水位确定，应结合流域防汛工作实际，充分体现防汛应急响应行动、应急值班、巡堤查险的合理性。同时，要兼顾周边地区，太湖警戒水位重现期和超警天数与周边地区要相协调。

3.充分考虑极端天气，预留警戒时间

由于太湖湖面大，吹程长，台风影响期间，往往导致太湖东西、南北两侧较大的水位差。因此，在制定太湖警戒水位时，要充分考虑台风等极端天气对太湖水位的影响，预留足够的警戒时间，避免太湖警戒水位选取过高，保证水位与警戒水位紧接着出现，使防汛工作措手不及。

二、太湖警戒水位复核分析

1.环湖大堤防洪能力分析

环湖大堤按照原《太湖流域综合治理总体规划方案》中太湖设计洪水位4.66 m加10级风浪爬高和安全超高进行设计，东段为2级堤防，西段为3级堤防。1999年大水后，沿湖各市对环湖大堤又进行了除险加固，部分堤段已达到1级堤防标准。环湖大堤后续工程建设中，堤防迎水侧基本上全线进行抛填石块固脚，增加挡墙的稳定性，大大提高环湖大堤的防洪能力。经调查，环湖大堤长兴段父子岭至夹浦港段约7.5 km存在堤身沉降、堤身单薄等问题，是目前环湖大堤最薄弱的堤段，其堤顶高程6.5 m（另设0.8 m防浪墙）。鉴于环湖大堤堤身型式以及长期临水的特性，按照传统的“有堤防的大江大河多取决于洪水普遍漫滩或重要堤段水浸堤脚的水位”的定义，难以确定太湖警戒水位，因此尚需结合环湖大堤近年防汛出险情况作进一步分析。

2.环湖大堤实际运用状况

多年防汛实践表明，环湖大堤主要威胁是高水位下遭遇台风袭击，静水时大堤出险的可能性较小。1999年太湖流域特大洪水期间，太湖水位高达4.97 m，浪高达1～2 m情况下，环湖大堤湖州段、无锡宜兴段虽出现险情，但经抢险仍平安度过。近年，环湖大堤经加固建设后，防风浪能力有了显著提高，总体上环湖大堤承受太湖高水位和风浪的能力较1999年有较大程度的提高。十多年来，环湖大堤也经历了太湖瞬时最大风力达11级的“麦莎”台风（2005年）和接近12级的“海葵”台风（2012 年）考验，但基本未发生险情；2009年“莫拉克”台风期间，太湖水位最高达到4.23 m，为2000年以来太湖最高水位，超过3.80 m的高水位天数持续了27天，环湖大堤也未发生险情。根据2013年2月环湖各市县填报的环湖大堤工程情况看，环湖大堤近10年基本未发生险情，期间，太湖水位有250多天在3.50～3.90 m。

3.太湖警戒水位重现期确定

目前，警戒水位制定全国还没有统一的规范和标准，太湖流域各省（直辖市），在制定警戒水位时均根据各自的实际情况确定警戒水位的重现期。据了解，浙江省制定的警戒水位重现期一般为2年，上海市黄浦江的警戒潮位重现期一般为2.5年，福建省制定的警戒水位重现期为2～2.5年之间。

太湖5站望亭太、大浦口、西山、夹浦和小梅口现状警戒水位分别为3.50 m、3.60 m、3.60 m、3.70 m 和 3.70 m，对应的重现期分别约为1.5年、1.5年、1.8年、2年和2年。由于当前环太湖5站的警戒水位均是数十年前确定的，当时环湖大堤仅江苏段个别处有土堤，绝大部分均为无堤状态，而目前环湖大堤是依据Ⅱ～Ⅲ级堤防标准按50年一遇防洪标准建设的，因此，太湖警戒水位的重现期应大于2年。

另外，根据《水文情报预报规范》（GB/T 22482—2008）中的洪水等级划分标准，洪水要素重现期小于5年的洪水为小洪水。为使太湖警戒水位起到充分预警作用，但又不频繁发生，结合太湖流域内各省（直辖市），确定警戒水位的重现期标准和环湖大堤实际防洪能力，以重现期为2～5年的小洪水作为确定太湖警戒水位的依据较为合适。

4.太湖水位频率分析

太湖流域属平原河网地区，河湖综合交错，水流四通八达，太湖水位不仅受太湖上游及湖区降雨影响，还受周边区域河网水位、工程调度等影响，因此，太湖水位与太湖流域降雨不一定同频。为更合理地确定太湖警戒水位，本次研究分别开展了太湖水位频率分析和太湖流域降雨频率对应的太湖水位分析，在太湖年最高水位频率分析的基础上，采用降雨频率对应太湖年最高水位分析作为确定太湖警戒水位的补充方法。

（1）太湖年最高水位频率分析

对1954—2010年太湖年最高水位进行了频率分析，频率为20%（5年一遇）、30%（3.3年一遇）、40%（2.5 年一遇）和50%（2年一遇）的太湖年最高水位分别为 4.12 m、3.93 m、3.79 m和3.67 m。

（2）降雨频率对应太湖年最高水位分析

根据1954—2010年太湖水位、太湖流域降雨资料分析，太湖高水位主要由流域上游（含太湖湖区，下同）降雨形成，造峰时段一般为20～45天，多为30天左右。为此，本次主要分析太湖流域上游区最大15天、30天、45天降雨不同频率的降雨年份相应的太湖年最高水位及太湖流域上游区2年一遇～5年一遇小洪水年份对应的太湖年最高水位。

表1 不同降雨频率对应的太湖年最高水位汇总表

表2 全年、汛期和非汛期超不同等级水位天数统计表

①不同降雨频率对应的太湖年最高水位。对1954—2010年太湖流域上游区最大 15天、30天、45天降雨频率分别为 20%、30%、40%和50%的年份进行统计，分析其对应的太湖年最高水位，得到太湖流域上游区最大30天降雨频率为20%、30%、40%和50%的发生年份对应太湖年最高水位分别为4.18 m、3.93 m、3.86 m和3.50 m；上游区最大15天、30天、45天降雨频率为20%的年份对应太湖年最高水位平均为4.10 m，降雨频率为30%的年份对应太湖年最高水位平均为3.90 m，降雨频率为40%的年份对应太湖年最高水位平均为3.76 m，降雨频率为50%的年份对应太湖年最高水位平均为3.57 m，详见表1。

②小洪水对应的太湖年最高水位。对1954—2010年太湖流域上游区2年一遇～5年一遇小洪水年份进行了统计，分析其对应的太湖年最高水位，得到太湖流域上游区最大15天、30天、45天降雨2年一遇～5年一遇的小洪水发生年份中，太湖年最高水位为3.80～3.82 m。

5.太湖不同等级水位天数分析

目前，太湖警戒水位为3.50m，因此，本次分析时，太湖水位等级分3.50 m、3.60 m、3.70 m、3.80 m、3.90 m 和 4.00 m 6个级别。对1954—2010年太湖水位进行统计，出现不同等级水位的年份频次及发生天数见表2。由表2可知，太湖水位超过 3.50 m、3.60 m、3.70 m、3.80 m、3.90 m和4.00 m的年份发生频次分别为 1.6年、1.9年、2.2年、2.5年、3.0年、4.1年，在发生等级水位的年份中，超过相应级别水位的年平均天数分别为 64天、51天、44天、38天、33天和32天。太湖流域主汛期为6月15日—7月20日，合计36天。当太湖警戒水位取3.80～3.90m时，超警年份中平均超警天数与主汛期天数接近，较符合平原河网地区警戒水位特点。另外，由表2中不同等级太湖水位在全年、汛期、非汛期平均出现的年数可知，当太湖水位超过3.90m时，主要发生在汛期，因此，太湖警戒水位取3.80～3.90m也是符合警戒水位的特点。

三、结论和建议

太湖警戒水位是指导流域防洪减灾工作和太湖防总工作部署的重要依据，不仅是确定环湖大堤巡堤查险的水位，还是启动流域防汛应急响应行动、应急值班等的重要依据，既要充分预警，确保流域防汛安全，又要避免太湖警戒水位定的过低，失去警戒作用。

根据以上分析可知，太湖警戒水位重现期2～5年较为合理。根据水文分析成果，太湖2年一遇～5年一遇年最高频率水位为3.70～4.10 m，太湖流域上游地区太湖造峰时段2年一遇～5年一遇频率降雨对应的太湖最高水位为3.60～4.10 m，太湖流域上游地区小洪水对应的太湖最高水位为3.80 m左右；另据太湖不同等级水位发生天数分析，当太湖警戒水位确定为3.80～3.90 m时，超警天数与太湖流域主汛期天数基本相当。综合考虑环湖大堤实际防洪能力、太湖流域防汛工作实际和水文分析成果，认为太湖警戒水位取3.80 m较为合适，其相应的重现期为2.5年。

由于环湖大堤各堤段防洪能力存在差异，当太湖警戒水位调整后，建议沿湖各地市可根据当地实际，相应修订环湖5站（望亭太、大浦口、夹浦、小梅口和西山）的警戒水位，并明确各站代表堤段，以指导防汛工作。

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