无锡城市“2013-05-16”暴雨洪水调查

1012013年增刊增刊（总第168期）2013年10月CHINAMUNICIPALENGINEERING100S1(SerialNo.168)Oct.2013无锡城市“2013-05-16”暴雨洪水调查秦建国1,2，朱前维1，尤征懿1，徐德强1，刘君华1，徐兴1，陈娟1（1.江苏省水文水资源勘测局无锡分局，江苏无锡214031；2.河海大学水文水资源学院，江苏南京210098）2013年5月5日进入立夏节气，此时太阳黄经为45°，温度明显升高，炎暑将临，雷雨增多，是农作物进入旺季生长的一个重要节气。5月中下旬，华南、江南和西南地区降雨明显增强，强降雨引发长江以南地区很多城市内涝灾害，无锡也是这次受灾比较严重的城市。在各种自然灾害中，由暴雨引发的洪水灾害造成的损失占不小比例，北京城区发生的“2012-07-21”暴雨洪水[1-2]，就给城市带来了非常严重的损失。“夏季到城里来看海”，已成为当前人们最无奈的流行语。研究表明，城市化进程将引发一系列问题，使得城市防汛、供水和水环境生态保护等问题越来越突出[3]；城市的热岛效应、凝结核效应、高层建筑障碍效应等的增强，使城市的年降雨量增加5%以上，汛期雷暴雨的次数和暴雨量增加10%以上[4]。因此，进行暴雨洪水分析可以填补区域研究盲点，为太湖地区城市防汛调度提供技术支撑。1流域概况江苏省无锡市地处太湖北岸，是长江三角洲南岸的中心地带，东临苏州市，距上海市128km；南至湖州市，与浙江省隔湖相望；西接常州市，至南京市183km；北枕长江，有江阴长江大桥与靖江市相连。无锡地区一城（无锡城）两市（江阴、宜兴2个县级市）总面积4787.61km2，共有大小河道6288条，总长度7024km，分属长江下游干流、收稿日期：2013-08-22第一作者简介：秦建国（1970—），男，工程师，本科，主要从事水文勘测与预报研究。摘要：在太湖流域城市化加剧和大规模水利工程建设的情况下，通过“2013-05-16”暴雨洪水的调查，对无锡市暴雨洪水的特征进行了总结，为研究太湖地区的城市暴雨洪水灾害及防治对策积累经验。关键词：暴雨洪水；调查分析；城市防汛中图分类号：TV122.1文献标志码：A文章编号：1004-4655（2013）S1-0100-05DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2013.S1.029太湖湖区和太湖南溪三大水系。无锡地区濒临东海，属于亚热带湿润区季风气候，季节变化明显，多年平均降雨量1115.7mm，降雨年内分配不均，夏季降雨最多，春季次之，3~9月份降雨量约占年降雨量的77.2%。2城市暴雨分析2.1降雨过程根据太湖平原及低山丘陵地带降雨影响面广的特点，以暴雨中心的无锡南门站作为基点站进行分析。本次降雨自西向东，始于2013年5月15日18:30，至18日15:00基本结束，强降雨主要集中在16日11:00~17日3:00。南门站16日8:00至17日8:00降雨144.7mm，占本次降雨过程全部雨量的90.2%，其中大暴雨主要集中在14:00至24:00，该时段降雨120.6mm，占本日降雨量的83.3%。2.2成因分析自进入5月中旬，随着西太平洋副热带高压势力不断增强，高空偏暖湿气流强盛，致使我国南海夏季风进入爆发状态。南海夏季风爆发后北上，在西南地区与印度洋上生成的孟加拉湾暖湿气流汇合东移至长江中下游地区上空，遇到北方冷空气阻碍后形成江淮气旋，在沿江南岸地区聚集并逐步增强。由于冷暖空气不断交汇，使降雨云系徘徊、停留的时间过长，导致降雨量异常偏多，宜兴东部、马山、太湖北部、无锡市区一带降雨量最为集中。2.3暴雨特点1）历时短、强度较大。整个降雨过程总历时68.5h，其中大暴雨阶段历时约10h，中心城区大暴雨时段是16日14:00—24:00，平均雨强12.1mm/h、最大雨强是17.9mm/h；宜兴洋溪镇的大暴雨主要集中在16日11:00—21:00，降雨强度是中心城区的1.3倍；马山岛的大暴雨主要集中在16日12:00～22：00，降雨强度是中心城区的1.7倍，已达到特大暴雨级别。2）大暴雨集中在太湖北岸。大暴雨主要集中在宜兴至无锡城区——即太湖北岸附近。3）顺流自西南向东北缓慢移动。暴雨自太湖上游的西南部向下游的东北方向缓慢移动，大暴雨中心沿宜兴东部、马山、太湖北部至无锡市区方向移动，约有3h的时差。2.4与历史最大暴雨对比分析本次暴雨与无锡地区5月单站、单日历史最大降雨量的比较见表1，无锡地区单站、单日历史最大降雨量见表2。表1与无锡地区5月单站、单日历史最大降雨量的比较归属地地点时间日降雨量/mm排序成因类型备注无锡城区马山群丰村2013-05-16221.0现1江淮气旋气象遥测站无锡站2013-05-16144.7现2江淮气旋水文人工站甘露站1995-05-19110.0原1江淮气旋水文人工站宜兴市宜兴洋溪镇2013-05-16179.5现1江淮气旋气象遥测站善卷站2000-05-25152.8原1江淮气旋水文人工站江阴市青阳站1954-05-20131.0现1江淮气旋水文人工站表2无锡地区单站、单日历史最大降雨量归属地地点时间日降雨量/mm排序成因类型备注无锡城区洛社站1994-10-09323.31台风全部是水文系统人工观测站资料白芍山站1994-10-09233.22台风无锡站1990-08-31221.23台风江阴市定波闸站1994-10-09242.61台风青阳站1994-10-09241.32台风青阳站1991-07-01238.53江淮气旋宜兴市大涧站1990-08-31415.61台风杨省庄站2005-08-06257.42台风杨省庄站2000-08-31247.43台风从表1、表2可以看出：本次暴雨刷新了无锡地区5月单站、单日降雨的最大记录，创出5月单站、单日最大降雨量的新高；江淮气旋和台风是无锡地区产生暴雨洪水的两大成因；宜兴山区暴雨发生的强度最大，无锡城区次之，江阴地区最小，地形条件是决定因素；马山群丰村观测的“2013-05-16”暴雨数值与无锡城区单站、单日第三大降雨量持平。根据预测，太湖流域2013年降雨将偏少[5]，本次暴雨成为无锡地区2013年度最大单日降雨的可能性很大。江淮气旋和台风都是低气压中心，不同之处是：江淮气旋是冷暖空气在陆地——即长江中下游地区至淮河流域上空交汇形成的低压涡旋，成因与西太平洋副热带高压所处位置有关，携带能量相对较小、持续时间较短（3~5d），影响范围仅限长江中下游地区至淮河流域一带，每年的5月至7月是江淮气旋活跃的时段；台风是热带气旋，在热带、副热带海洋——即太平洋的赤道两侧海域形成的低压涡旋，成因与副热带高压无关，携带能量大、影响范围广、持续时间较长（在7~30d），对太湖流域的影响是在每年的7月至10月[6]；它们的分界线是梅雨季节，江淮气旋在梅雨期结束以前活动，台风在梅雨季节以后活动。3城市洪水调查3.1洪水过程2013年5月15日18:30前后太湖流域开始普降小雨，至16日11:00降雨强度陡然增加，很快达到暴雨级别，强降雨使得大运河（无锡段）水位陡涨。大运河仙蠡桥（南）水位站（即大运河无锡站）5月16日15:00越过警戒水位（3.59m）；5月17日0：00水位为4.02m，9:00达到本次最高洪水位4.10m，对大运河周边河道堤防构成威胁；此后逐步回落，至19:00跌至3.99m；5月20日3:10跌至3.58m后，大运河水位基本回落至常态。本次暴雨洪水过程历时约3.5d，图1是大运河（无锡段）与犊山闸（太湖）“2013-05-16”暴雨洪水过程线。15日15:0017日03:0018日03:0019日03:00日期和时间山闸水位3.17仙鑫桥南水位4.064.253.753.252.7520日03:0021日03:00水位/m图1大运河（无锡段）与犊山闸（太湖）“2013-05-16”暴雨洪水过程线秦建国，朱前维，尤征懿，等：无锡城市“2013-05-16”暴雨洪水调查1012013年增刊增刊（总第168期）2013年10月CHINAMUNICIPALENGINEERING100S1(SerialNo.168)Oct.2013无锡城市“2013-05-16”暴雨洪水调查秦建国1,2，朱前维1，尤征懿1，徐德强1，刘君华1，徐兴1，陈娟1（1.江苏省水文水资源勘测局无锡分局，江苏无锡214031；2.河海大学水文水资源学院，江苏南京210098）2013年5月5日进入立夏节气，此时太阳黄经为45°，温度明显升高，炎暑将临，雷雨增多，是农作物进入旺季生长的一个重要节气。5月中下旬，华南、江南和西南地区降雨明显增强，强降雨引发长江以南地区很多城市内涝灾害，无锡也是这次受灾比较严重的城市。在各种自然灾害中，由暴雨引发的洪水灾害造成的损失占不小比例，北京城区发生的“2012-07-21”暴雨洪水[1-2]，就给城市带来了非常严重的损失。“夏季到城里来看海”，已成为当前人们最无奈的流行语。研究表明，城市化进程将引发一系列问题，使得城市防汛、供水和水环境生态保护等问题越来越突出[3]；城市的热岛效应、凝结核效应、高层建筑障碍效应等的增强，使城市的年降雨量增加5%以上，汛期雷暴雨的次数和暴雨量增加10%以上[4]。因此，进行暴雨洪水分析可以填补区域研究盲点，为太湖地区城市防汛调度提供技术支撑。1流域概况江苏省无锡市地处太湖北岸，是长江三角洲南岸的中心地带，东临苏州市，距上海市128km；南至湖州市，与浙江省隔湖相望；西接常州市，至南京市183km；北枕长江，有江阴长江大桥与靖江市相连。无锡地区一城（无锡城）两市（江阴、宜兴2个县级市）总面积4787.61km2，共有大小河道6288条，总长度7024km，分属长江下游干流、收稿日期：2013-08-22第一作者简介：秦建国（1970—），男，工程师，本科，主要从事水文勘测与预报研究。摘要：在太湖流域城市化加剧和大规模水利工程建设的情况下，通过“2013-05-16”暴雨洪水的调查，对无锡市暴雨洪水的特征进行了总结，为研究太湖地区的城市暴雨洪水灾害及防治对策积累经验。关键词：暴雨洪水；调查分析；城市防汛中图分类号：TV122.1文献标志码：A文章编号：1004-4655（2013）S1-0100-05DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2013.S1.029太湖湖区和太湖南溪三大水系。无锡地区濒临东海，属于亚热带湿润区季风气候，季节变化明显，多年平均降雨量1115.7mm，降雨年内分配不均，夏季降雨最多，春季次之，3~9月份降雨量约占年降雨量的77.2%。2城市暴雨分析2.1降雨过程根据太湖平原及低山丘陵地带降雨影响面广的特点，以暴雨中心的无锡南门站作为基点站进行分析。本次降雨自西向东，始于2013年5月15日18:30，至18日15:00基本结束，强降雨主要集中在16日11:00~17日3:00。南门站16日8:00至17日8:00降雨144.7mm，占本次降雨过程全部雨量的90.2%，其中大暴雨主要集中在14:00至24:00，该时段降雨120.6mm，占本日降雨量的83.3%。2.2成因分析自进入5月中旬，随着西太平洋副热带高压势力不断增强，高空偏暖湿气流强盛，致使我国南海夏季风进入爆发状态。南海夏季风爆发后北上，在西南地区与印度洋上生成的孟加拉湾暖湿气流汇合东移至长江中下游地区上空，遇到北方冷空气阻碍后形成江淮气旋，在沿江南岸地区聚集并逐步增强。由于冷暖空气不断交汇，使降雨云系徘徊、停留的时间过长，导致降雨量异常偏多，宜兴东部、马山、太湖北部、无锡市区一带降雨量最为集中。2.3暴雨特点1）历时短、强度较大。整个降雨过程总历时68.5h，其中大暴雨阶段历时约10h，中心城区大暴雨时段是16日14:00—24:00，平均雨强12.1mm/h、最大雨强是17.9mm/h；宜兴洋溪镇的大暴雨主要集中在16日11:00—21:00，降雨强度是中心城区的1.3倍；马山岛的大暴雨主要集中在16日12:00～22：