常州城市設(shè)計(jì)水位建議值研究報(bào)告

黃履環(huán)，儲(chǔ)伯華，徐榮芳

（1.常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)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(gòu)造物設(shè)計(jì)、通航、取水灌溉等有關(guān)最高水位、最低水位及平均水位采用值不統(tǒng)一，與此有關(guān)的工程建成后，難以確保達(dá)到預(yù)期效果和指定的安全標(biāo)準(zhǔn)，給常州城市建設(shè)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(jì)資料的系列、沉降改正、以往使用水位情況以及結(jié)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(duì)大運(yùn)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(yùn)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(jì)原理，采用皮爾遜Ⅲ型理論曲線目估適線法和三點(diǎn)適線法校驗(yàn)正確。本研究成果可供統(tǒng)一常州城市設(shè)計(jì)水位。對(duì)今后有關(guān)工程的建設(shè)產(chǎn)生影響。

1 簡(jiǎn)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(yùn)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(yùn)河水位觀測(cè)始于1924年，1950～1985年的36 a為連續(xù)觀測(cè)。1924～1949年間有觀測(cè)資料的12 a，無觀測(cè)資料的 14 a，缺測(cè)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(guān)分析，缺測(cè)年限中有跨越周期性高水位和低水位，再根據(jù)武進(jìn)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(yùn)河常州站48 a水位資料

鑒于：（1）水位資料系列越長(zhǎng)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(guān)而是隨機(jī)的，可以當(dāng)做連續(xù)的資料處理；（4）本著以上原則采用1924～1985年的實(shí)測(cè)系列計(jì)算經(jīng)驗(yàn)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(jì)算中均作相應(yīng)改正。

1.1.3 水位頻率

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

（1）最高水位頻率計(jì)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(jì)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(jì)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(shè)計(jì)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(guān)于常州（二）站（三堡街西首）與常州站（平橋東堍）水位相關(guān)分析報(bào)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(shí)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(yùn)河水面比降為0.01‰（十萬分之一）。

1.3 常州市各點(diǎn)設(shè)計(jì)水位

常州市各點(diǎn)設(shè)計(jì)水位系根據(jù)常州站設(shè)計(jì)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(zhǔn)。

表2 常州站最高設(shè)計(jì)水位（洪水位）及平均設(shè)計(jì)水位建議值表

表3 常州站最低設(shè)計(jì)水位(枯水位)建議值表

2 結(jié)論

本設(shè)計(jì)水位建議值與既往各方面采用的最高水位值對(duì)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(rèn)為前述分析成果也是適用的。

本設(shè)計(jì)水位建議值能為下列工程今后建設(shè)提供具有所指定的安全標(biāo)準(zhǔn)。

（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(shè)，沿河道路和新村地坪控制標(biāo)高，以及地下各種管網(wǎng)埋設(shè)等，提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)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(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)值，借以進(jìn)行水量分配與調(diào)度，起到預(yù)期的興利作用。

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

（4）常州運(yùn)河設(shè)防水位3.8 m(吳淞基面)，警戒水位4.3 m(吳淞基面)，危險(xiǎn)水位4.8 m(吳淞基面)，對(duì)應(yīng)最高水位頻率分別為1/1.5、1/2及1/5。

本設(shè)計(jì)水位值研究，結(jié)合常州市地面沉降觀測(cè)，為研究常州市城市變遷基因重要內(nèi)容的一個(gè)好的開端。

本設(shè)計(jì)水位值研究，得到常州市市政設(shè)計(jì)院有關(guān)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(jǐn)此致謝！