黃莊洼洪水調節計算及其成果合理性分析

王 南，李勝軍，劉 薇

（1.天津市水利勘測設計院，天津 300204；2.天津市水利科學研究院，天津 300061）

1 引言

為合理確定黃莊洼蓄滯洪區分類分區運用的規劃方案，提出完善的黃莊洼蓄滯洪區工程設施、安全設施和社會管理框架建設體系的總體布局，需要進行洪水調節計算及其淹沒風險分析，為蓄滯洪區建設規劃提供科學的依據。

2 基本資料和計算條件

（1）河系洪水調度運用原則：黃莊洼是潮白河系的蓄滯洪區。潮白河的洪水調度運用原則[1-3]為：

潮白河按50年一遇洪水設計。山區洪水基本由密云水庫控制，50年一遇以下洪水控泄550 m3/s。主要支流懷河洪水由懷柔水庫控制，懷柔水庫50年一遇洪水控泄400 m3/s，20年一遇洪水控泄320 m3/s，下游洪水主要來自蘇莊、密云、懷柔區間，水庫下泄加區間洪水，蘇莊站50年一遇洪水為3 000 m3/s，納入運潮減河900 m3/s 分洪流量后為3 660 m3/s，郭莊以下納入引泃入潮來水后為3 590 m3/s，至黃莊洼分洪閘為3 520 m3/s，河道下泄2 160 m3/s，其余1 360 m3/s分洪入黃莊洼。潮白新河納青龍灣減河后設計流量為3 060 m3/s，經寧車沽防潮閘匯入永定新河。

（2）黃莊洼蓄滯洪區分洪運用原則：黃莊洼為潮白河的蓄滯洪區。現分洪運用原則[1-3]為：當黃莊洼分洪閘上洪峰流量達到2 160 m3/s，或分洪閘上水位達到6.7 m，且水勢繼續上漲時，運用分洪閘向黃莊洼Ⅰ區分洪。當Ⅰ區水位達到3.0 m（黃海高程）且水勢繼續上漲時，由Ⅰ區口門向Ⅱ區分洪。

黃莊洼水庫建成后的分洪運用原則為： 當黃莊洼分洪閘上洪峰流量達到2 160 m3/s，或分洪閘上水位達到6.7 m，且水勢繼續上漲時，運用黃莊洼分洪閘先向水庫分洪，當水庫達到設計滯洪水位5.71 m且繼續來水時，破水庫大壩向Ⅰ區分洪。當Ⅰ區水位達到3.0 m（黃海高程）且水勢繼續上漲時，由Ⅰ區口門向Ⅱ區分洪。洼淀滯洪后，由黃莊洼退水閘和張頭窩退水閘分別向潮白新河和薊運河退水。

（3）天津市測繪院1999年實測1：1 萬比例尺地形圖。

（4）潮白河洪水在黃莊洼分洪閘處的設計洪水過程線。

3 洪水調節計算及其結果

按潮白河洪水調度運用原則及黃莊洼分洪運用的規劃安排，對黃莊洼蓄滯洪區進行洪水調節計算，以便為蓄滯洪區工程規劃提供依據。

3.1 水位-面積-容積關系曲線

采用天津市測繪院1999年1：1 萬電子地圖對黃莊洼蓄滯洪區建庫前后的水位-面積-容積關系重新進行了量算。

3.2 水位-泄量關系

黃莊洼退水閘和張頭窩退水閘是黃莊洼蓄滯洪區的泄洪出口。采用黃莊洼退水閘和張頭窩退水閘各項參數確定水位-泄量關系。

3.3 調蓄分析及結果

按照現行調度方案，分別對20、50、100年一遇3 種標準洪水進行了分析。調蓄分析結果，見表1。

根據計算結果，在不建黃莊洼水庫的情況下，黃莊洼按原Ⅰ、Ⅱ區分區運用，20年一遇洪水時僅啟用I 區，Ⅰ區滯洪水位達到1.74 m；50、100年一遇洪水時Ⅰ區和Ⅱ區都需要啟用，當Ⅰ區滯洪水位達到2.87 m 后即向Ⅱ區分洪，Ⅱ區滯洪水位分別達到0.72、0.93 m。

建成黃莊洼水庫后，黃莊洼按水庫、原I 區剩余區域、原Ⅱ區分區運用，20年一遇洪水向黃莊洼水庫分洪，庫水位達到5.71 m，可以不啟用洼淀。50、100年一遇洪水時，先向黃莊洼水庫分洪，當水庫水位達到5.71 m 且繼續上漲時，向Ⅰ區分洪，Ⅱ區可不再使用。50、100年一遇時Ⅰ區滯洪水位分別達到2.54、2.64 m。

隨后，通過3D-DNA 分析流程(版本170123)對有效的高通量測序數據與上述裝配數據一起進行處理，得到了一個合理的連接模式，準確的染色體組裝結果。如原文圖2所示，使用Juicebox(版本1.5.2)顯示連接模式圖譜。原文表S5展示了單葉省藤12個最長的染色體水平Scaffold和黃藤13個最長的染色體水平Scaffold。預測染色體總長度分別占單葉省藤和黃藤基因組總長度的92.08%和92.01%，Scaffold N50分別為169 Mb和119 Mb。

表1 黃莊洼蓄滯洪區調蓄分析成果

4 計算結果與以往調蓄成果比較及原因分析

將本次調蓄分析成果與以往規劃成果相比較，在遇到相同標準的洪水、滯洪水位不高于原設計滯洪水位時，需要分洪的小區數量、分洪后淹沒面積較以前明顯減少。

經分析，原因主要有以下兩個方面：

（1）地面沉降使區內蓄水容積增大：1998年天津市水科所編制的“天津市蓄滯洪區不同蓄滯洪水位下面積蓄量及淹沒損失研究”圖表集中，在設計滯洪水位（黃海高程3.0 m）時，黃莊洼區內淹沒面積為330 km2，蓄水量為5.144 億m3；本次在新測繪的1：1 萬地形圖基礎上量算的成果是：相同水位下，區內淹沒面積為308 km2，蓄水量為5.98 億m3。兩次成果相比較，淹沒面積減少了6.7%，而蓄水容積增加了16%。

（2）河道來水量及周邊地區匯入瀝水大大減少：海河流域各蓄滯洪區設計滯洪水位、面積和蓄量以及調度安排等基本是在1966年編制的《海河流域防洪規劃草案》中確定的，按照該規劃，黃莊洼在50年一遇洪水時，分泄河道洪量為4.5 億m3，加上周邊地區10年一遇瀝水，滯蓄水量達到5.8 億m3，設計滯洪水位為4.5 m（大沽高程），淹沒面積為329 km2。而按照新的《海河流域防洪規劃》（海河水利委員會，2004年） 中的設計洪水成果，50年一遇洪水黃莊洼分泄洪量為1.71 億m3，僅為原規劃成果的38%。加上自身降水總滯洪水量為2.22 億m3，為原規劃成果的38.3%。

根據以上分析，在遇到相同標準的洪水、滯洪水位不高于原設計滯洪水位的情況下，分洪的小區數量、分洪后淹沒面積大大減少是合理的。

5 黃莊洼蓄滯洪區規劃布局調整

根據以上計算結果及分析，綜合考慮各方面的影響因素，對黃莊洼蓄滯洪區的建設總體布局做了調整，具體如下：

5.1 為減少分洪損失，避免小水大淹的情況，實行分區運用調整

在黃莊洼現狀僅劃分為Ⅰ、Ⅱ兩區的基礎上，安排建設黃莊洼水庫，20年一遇及以下洪水可只啟用黃莊洼水庫，淹沒面積為14.1 km2，較原分區可減少淹沒面積112.9 km2；20年一遇以上、50年一遇以下洪水還需啟用原I 區水庫以外的區域，可使整個Ⅱ區淹沒面積相應減少181.5 km2。

5.2 對工程設施和安全設施建設體系進行調整

（1）工程建設：按50年一遇洪水滯洪要求建設以下擋水及進退水工程：加固北圍堤、箭桿河右堤、西關引河北堤、江洼口深渠北堤等圍堤；對九園公路隔堤段不做變動，維持黃莊洼分兩區運用的基本格局；重建黃莊洼退水閘，對黃莊洼退水渠進行清淤；安排建設黃莊洼水庫。

（2）安全建設：黃莊洼Ⅰ區為標準洪水滯洪啟用區，因此重點對I 區內安全設施的建設進行規劃安排，主要包括高莊基和撤退路；II 區為超標準洪水啟用區，區內的安全建設以撤退路為主。

[1]水電部海河勘測設計院.海河流域防洪規劃（草案）[R].北京：水電部海河勘測設計院，1966.

[2]海河水利委員會.海河流域防洪規劃[R].天津：海河水利委員會，2004.

[3]中水北方勘測設計研究有限責任公司.北三河系防洪規劃[R].天津：中水北方勘測設計研究有限責任公司，2003.