河網水動力模型在防洪排澇工程建設中的應用

葉寅

摘要：水利工程一直以來都是我國非常重要的基礎工程之一，近幾年來，水患的不斷發生不僅對流域附近的居民生活造成了很大的負面影響，同時也嚴重阻礙了我國水利工程的進步和發展。因此很多水利工程施工企業一直在不斷地改進和完善流域附近的防洪排澇設施建設。

關鍵詞：河網水動力模型；防洪排澇工程；應用

河網水動力模型在我國很多流域地區的水利工程中都有著非常廣泛地應用，并且也都取得了不錯的成效，為了可以有效地降低臺風和暴雨等自然現象對這些流域附近的人民群眾所造成的損害，可以根據當地的實際情況有針對性地選擇最適合的水動力模型，以求達到最佳的防洪排澇效果。

一、工程概況

浙江省內的甬江流域多年以來經常會受到暴雨天氣或者臺風等自然現象的侵襲，對其周圍一些城市造成嚴重的洪澇影響。為了可以有效地提高該流域內的防洪排澇綜合水平，當地政府部門展開了一系列地改善措施。其中包括河道整治、水泵站的建設等等。為了更好地檢測出這些設施在洪澇災害發生時所起到的防洪排澇效果是否符合設計人員的預期，可以合理地利用河網水動力模型來進行檢測和試驗。

二、基本原理

模型從理論上來看，可以按照種類的不同分為單元模型、人工神經模型、河道模型以及混合模型等等。可以根據流域的實際情況選擇最合適的模型來有效地提高該流域內防洪排澇的最終效果[1]。以甬江流域為例，該流域主要是由河網以及水域共同構成，其中河網主要是指一些大小支流所組成的網狀河道，主要作用為運輸水流，而水域則是指一些規模較小的水池、河塘、小溪等等，主要作用為儲蓄水資源。

三、模型驗證

甬江流域在2013年間曾遭遇過一場特大臺風，臺風的降雨量最大約為456mm。與此同時，此次臺風的降雨非常集中，所持續的時間也突破了歷史新高，因此對周圍城市居民所造成的損害是非常嚴重的[2]。根據此次臺風的實際情況，對其水動力模型的計算結果進行對比分析，具體數據如表1所示。根據數據顯示，利用模型通過計算所得出的數據信息與臺風真實情況下所對應的數據信息之間的差異性較小，因此認為可以將此模型廣泛地用于甬江流域內其他防洪排澇工程中，以求造福流域附近的居民。

表1 臺風檢測水位對比分析參數表

四、應用分析

為了可以更加客觀全面地對該模型在甬江流域內的實際應用效果進行評價，使用該模型對特大臺風在發生時所對應的最高水位以及超警戒的時間進行對比分析，以此來進一步評估該模型在流域內的應用價值。數據分析如表2所示。從該表中我們可以得出以下結論：第一，對于甬江流域內的東南平原以及鎮海平原來說，在建設完成相應的防洪排澇設施之后，該流域在發生臺風時，其最高水位參數和超警戒的時間都有所下降，東南平原的最高水位平均下降水位約在0.11m-0.14m左右，該區域所對應的超警戒時間也相應地縮短了5h-11h左右，而鎮海平原的最高水位則下降了約0.05m-0.06m左右；第二，對于西平原而言，由于該平原內所涉及到的甬江流域的水位堤防建設尚未完全堵塞和封閉，因此在近幾年來其洪水量有所增加。即使在完成防洪排澇的工程建設滯后，其最高水位點和超警戒時間也有所增加。其中西平原的最高水位增高約0.02m-0.05m，其相對應的超警戒時間也延長了近1小時；第三，從表內統計的數據信息我們可以得知，甬江流域內使用水動力模型計算出的結果與實際臺風來臨時對該流域所產生的影響是非常相近的，因此可以合理地運用該模型來有效地幫助當地政府部門完成流域內的防洪排澇檢測任務，為周圍居民安全穩定的生活奠定良好的基礎。

表2 平原代表站點的最高水位及超警戒時間數據分析表

五、結束語

總而言之，水動力模型是水利工程中未來幾年內非常重要的發展趨勢，為了可以更好地降低水患洪災對人民群眾所造成的傷害和損失，需要借助水動力模型定期對水利工程中的防洪排澇相關工作進行檢測，確保流域的安全穩定性。

參考文獻：

[1]韓超，梅青，劉曙光等.平原感潮河網水文水動力耦合模型的研究與應用[J].水動力學研究與進展A輯，2014，29（06）：706-712.

[2]顧巍巍，金德鋼，張衛國等.河網水動力模型在甬江流域泵站規模確定中的應用[J].中國農村水利水電，2015（10）：119-121.

（作者單位：上海浦河工程設計有限公司）