常州城市設計水位建議值研究報告

黃履環(huán)，儲伯華，徐榮芳

（1.常州市規(guī)劃設計院，江蘇常州213003；2.常州市水文站，江蘇常州213003）

0 前言

鑒于在以往防洪排澇規(guī)劃中，排水構造物設計、通航、取水灌溉等有關最高水位、最低水位及平均水位采用值不統(tǒng)一，與此有關的工程建成后，難以確保達到預期效果和指定的安全標準，給常州城市建設帶來一定影響，為此列入本研究課題。

本建議值根據(jù)常州水位站歷年統(tǒng)計資料的系列、沉降改正、以往使用水位情況以及結合已建工程情況，經(jīng)過半年多的充分調(diào)查、研究、分析，特別是對大運河水位頻率系列作了比較，著重討論了歷史上所記錄到的大運河1931年7月25日常州南門最高水位5.59 m(吳淞基面)及1934年1月28日最低水位2.29 m（吳淞基面）的作用。

按照概率論和數(shù)理統(tǒng)計原理，采用皮爾遜Ⅲ型理論曲線目估適線法和三點適線法校驗正確。本研究成果可供統(tǒng)一常州城市設計水位。對今后有關工程的建設產(chǎn)生影響。

1 簡介

1.1 常州水位建議值綜合的主要因素

1.1.1 歷史水位資料的采用

采用含有大運河歷史上記錄到的最高水位值、平均水位值和最低水位值的系列資料。

常州運河水位觀測始于1924年，1950～1985年的36 a為連續(xù)觀測。1924～1949年間有觀測資料的12 a，無觀測資料的 14 a，缺測年限為1925～1927年，1935、1938～1946年及 1949年（見表1）。根據(jù)氣象資料雨水相關分析，缺測年限中有跨越周期性高水位和低水位，再根據(jù)武進水利志記載考證，所缺年限沒有特大或極小水位，故按一般處理。

表1 京杭大運河常州站48 a水位資料

鑒于：（1）水位資料系列越長越有說服力（含解放前資料）；（2）歷史上記錄到的特大水位值及極小水位值的重要作用；（3）1924～1985 年，這一系列雖是斷續(xù)的，但資料不是人為挑選并與洪水大小無關而是隨機的，可以當做連續(xù)的資料處理；（4）本著以上原則采用1924～1985年的實測系列計算經(jīng)驗頻率。

1.1.2 沉降改正

鑒于以往水位值資料未考慮沉降因素的影響，有資料說明常州地區(qū)地面沉降始于1961年，本建議值計算中均作相應改正。

1.1.3 水位頻率

常州城市常用設計水位頻率一般在1/1～1/200，本著與常州站水位經(jīng)驗頻率相互聯(lián)系，以采用銜接情況較好的適線結果。

（1）最高水位頻率計算：48 a最高水位均值X=4.36 m（吳淞基面）

離差系數(shù)Cv=0.13偏差系數(shù)Cs=2Cv

（2）平均水位頻率計算：45 a平均水位均值X=3.27 m（吳淞基面）

離差系數(shù)Cv=0.08偏差系數(shù)Cs=2Cv

（3）最低水位頻率計算：48 a最低水位均值X=2.67 m（吳淞基面）

離差系數(shù)Cv=0.07偏差系數(shù)Cs=2Cv

1.1.4 與已建工程使用水位值比較采用接近者

綜合上列因素，常州站設計水位建議采用值列表如下(見表 2、表 3)。

1.2 水面比降

根據(jù)常州水文分站關于常州（二）站（三堡街西首）與常州站（平橋東堍）水位相關分析報告所述，一般正常情況下，水流由西向東（除大潮汛期小河，魏村同時引水，以及沿江各閘開閘捕魚外），常州（二）站與常州站水面落差為0.06 m，該段運河水面比降為0.01‰（十萬分之一）。

1.3 常州市各點設計水位

常州市各點設計水位系根據(jù)常州站設計水位建議值(表 2、表 3)及水位差值(等直線)確定(見圖1)。如：奔牛鎮(zhèn)洪水位50 a一遇的水位高為5.62 m+水位差值0.16 m(3.75～3.59)=5.78 m（吳淞基面）。常州站地址均以常州市平橋東堍為準。

表2 常州站最高設計水位（洪水位）及平均設計水位建議值表

表3 常州站最低設計水位(枯水位)建議值表

2 結論

本設計水位建議值與既往各方面采用的最高水位值對比：其中與防洪規(guī)劃水位值接近，經(jīng)沉降修正后略低，銜接情況較好，故認為前述分析成果也是適用的。

本設計水位建議值能為下列工程今后建設提供具有所指定的安全標準。

（1）最高水位頻率值。為所修建的防洪排澇水工建筑物，通航凈空與橋梁建設，沿河道路和新村地坪控制標高，以及地下各種管網(wǎng)埋設等，提供相應的設計數(shù)值，以確保安全。

圖1 常州市1987年11月平均水位等值線圖

（2）最低水位頻率。為所修建的水利工程，如：農(nóng)田灌溉水位、攔河閘壩、河道通航最低水位以及取水、供水等方面，提供相應的設計數(shù)值，借以進行水量分配與調(diào)度，起到預期的興利作用。

（3）平均水位頻率。為污水管排放、水工構造物及沿河工程施工提供參考數(shù)據(jù)。

（4）常州運河設防水位3.8 m(吳淞基面)，警戒水位4.3 m(吳淞基面)，危險水位4.8 m(吳淞基面)，對應最高水位頻率分別為1/1.5、1/2及1/5。

本設計水位值研究，結合常州市地面沉降觀測，為研究常州市城市變遷基因重要內(nèi)容的一個好的開端。

本設計水位值研究，得到常州市市政設計院有關人員的討論、修改，常州市水文分站，常州市規(guī)劃院等單位的協(xié)助，謹此致謝！