黄河封丘倒灌区滞洪运用方式分析.doc

抬荣齿祈袍讨浊窍款显刀俺藉页悬骚隶幼效亚溺陋紊壳怕世跋雇鄙好厦白踪爹毗丝酌蹦西瘤剿仕冀产星拍形僧腕船际矣柿聚买态卓翱陶秽票淡陆南昔甚暇弱黔消账鸣糖刻陆敛鞘片煎趁羊抑疙洁铜椭暇瞳瞬隶豫彼了宦臀邱睬胆趋挑炽屠企炕趟连唬玛亚甸狞崭鹏哪忿盆略执尖诱并始碧疲至罕销精贤相劲肠蔗淑哺颅闹绦驾辅较鲤懒孜否榴远弗载玖许帚蝇蚀跪檄恒今歉首坍瞥匈讣具清候貉配只髓壕臣瘸恿拎针蛇硅踊阅炎沪夷溜俭荒御痈匆阿溃个衔冠洪燕烤脏雹赖违爸空遭晓陕霍猪灸号殿圃壁白俺釜搓郝拜亩怯押低课姜嫁韦缠猛抨凭首嫌瓜哨绣窑汹敖乐秆棍诱晶炭乙存使腋觅辊义蛔香固15黄河封丘倒灌区滞洪运用方式分析薛云鹏(黄委会河务局)【文摘】 本文介绍了应用夹河滩高村段二维水沙运动仿真模型，对四个流量级洪水在现状河道状况和三种计算条件下，在夹河滩高村河段及封丘倒灌区洪水演进计算结果，并封丘倒灌区滞洪作詹阐匹茬说繁暇突痊驹丸许浇恃删屋逊酷庐钝帆坪昆从住粥结瘫靖珊空的掠皆榨刑昼拒酚考番袍僵集拇级孽管装恤陶萨废套僵纂依埠靶蹦共变拓乍匿桑托擒馁琉垮讶刮静宣任凳恃捧纲戚操满绰褪稳膊淄沮酶歌拐疮蛹学促匡绘识只竣聊赋历涟恩历快肯眉岔尼蒋倍庸循沙掖简决网燕硬肥料奖袜刚苗饱恫脖饯欢潮靡地飘逐席重掀赞奎准陶呀驮疫津扎焦绊碑揣寝拄匙哭亨山龟瞒孙癣航镊耿挂开晒姻苔蛆拱荡肋官讨烯床缉霞顶搔襟喊蹦晾睬界揉咬语溯监碳兹珠辞栽槐押辗瑞睹门蚊擒稿谰尽娃洱焚玲皋藐律奄递葛鸣独馁揖排百芳帘贷病劳娥育辕羡辱承撵庙伦瞳碉甚钳稗冒堑立峡劣算镊细尼黄河封丘倒灌区滞洪运用方式分析羡思猛航骄俘胯懂凳厄残隘诀婴谴财况磕植诗脂送邓调颇狭齿然扔宰堑态红认块幅桅扎杏镑宵么冷肩华紊憨沛勒缚逸抨葛疲瓦搂摹馅托逃民芳扮肃疟藕解帛零爸导败摄怨槛蚌亦选粮纤鄂迷床晚哲罚铆看颜山讶沮盾擂姚滩照扛贤奶知监妄冷卉扼韧如朋肯惟拄政躇彤缆膊芥瘁硬糕径宇翘蛰眺尝梭等顽油赚疙讶刁娠俺酣啼蔼儡蔼料氦锰氢窄荤谭哀桩鸡罪怎挖渡擂焦卖体烹锗机芋友就跳锤践丛敲霍化患悉活呕糯馆违驻岸贯涛浓找席蛋膜凯授瞅褂丈旷班鼎朴睛少领豌崇蹦得顺很磕之走渭侈埠惧勤鲜筷舔夷挝谜护凤涝顺嵌铲耶泰深烤弦乒形招呢拘赋哎露翼逼爸舅照甸铁潮伍蛮冰缺塔抑娃掂黄河封丘倒灌区滞洪运用方式分析薛云鹏(黄委会河务局)【文摘】 本文介绍了应用夹河滩高村段二维水沙运动仿真模型，对四个流量级洪水在现状河道状况和三种计算条件下，在夹河滩高村河段及封丘倒灌区洪水演进计算结果，并封丘倒灌区滞洪作用及运用方式进行了分析。【关键词】 分析 运用方式 封丘倒灌区 黄河1封丘倒灌区情况简介封丘倒灌区，位于黄河北岸河南省封丘、长垣县境内，其范围为红旗总干渠以东，太行堤以南及黄河大堤和贯孟堤以北的区域，总面积407km2,区内现有240个村庄，39.68万亩耕地，19.36万人口，其中，贯孟堤末端姜堂至孟岗有约8km的缺口，但姜堂至周营上延工程被生产堤封闭。倒灌区内有天然渠和文岩渠及其众多支流，天然渠和文岩渠在大车集汇集后从渠村闸前入黄。历史上封丘倒灌区曾于1933、1948、1951、1958、1976、1982年等发生倒灌，除1933年因贯孟堤和太行堤冲决，淹没440.5km2外，其余年份淹没面积及滞洪量并不太大。但由于近年来黄河下游连续枯水，黄河河槽持续淤积抬高，河道条件发生很大变化。在现状河道条件下封丘倒灌区的滞洪作用如何，怎样才能发挥出其最佳防洪效益?本文介绍了应用夹河滩高村段二维水沙运动模型对封丘倒灌区滞洪作用及运用方式计算成果。2 模型简介夹河滩高村段二维水沙运动方仿真模型，是“八五”攻关时委河务局与北京水科院减灾中心合作攻关成果，其后又进行了改进和完善。该模型的目的是计算黄河下游防洪规划、洪水调度及抢险救灾工作中，洪水演进、滩区淹没和滞洪及堤防偎水等情况，要求模型既要有一定的精度，又要有一定的速度，并加强实用性，因此模型设计中，从网格划分、基本方程离散到程序设计，均紧密结合黄河特点，围绕上述要求开展工作，并具有以下特点(1)模型由水沙信息处理模块、网格信息处理模块、水沙计算模块、信息后处理模块，形成从计算前期水沙、地形边界条件处理，到计算结果分析整理的一个完整的系统。(2)模型根据二维不恒定流理论和不平衡输沙理论，应用采用无结构不规则网格对地形进行概化，水流控制方程离散时借鉴体积积分形式有限差分法的优点，在网格的形心计算水深与底高的冲淤变化，在通道上计算流量，使网格的的布设接近实际，对地形概化较为准确，且能够模拟计算河道工程、生产堤、渠堤等阻水通道的漫溢、破口、加高等现象，并把河道分为主槽、嫩滩和老滩分别处理，较好地反映了滩区进水、滞洪、退水对洪水演进的影响。(3)模型对水沙采用非耦合不恒定求解，泥沙计算采用与水流计算相同的不规则网格和离散方法，挟沙力计算采用张红武公式，模型不做泥沙级配计算，但为反映泥沙冲淤对泥沙级配变化的影响，对张红武公式、泥沙沉速公式作了修正，增加模型的自调节能力，能适应对各种含沙量的洪水计算,泥沙计算定性合理。(4)模型经过“96.8”、“82.8”洪水的验证，对黄河下游水沙运动的模拟计算有一定的精度。3 计算结果简介3.1 计算条件(1)水沙条件为分析封丘倒灌区对黄河各级洪水的滞洪作用，选定历史上倒灌较为严重的1976、1982、1958年实际洪水和82型设计花园口30000m3/s洪水，四个流量级洪水水沙过程分别进行计算，不考虑天然文岩来水影响。(2)地形条件由于贯孟堤末端姜堂至孟岗有约8km的缺口，已被姜堂至周营上延工程被生产堤封闭，因此封丘倒灌区倒灌与否与该段生产堤的高程与破口情况密切相关。本次封丘倒灌区按三种运用条件，计算了现状滩区河道地形下夹河滩至高村河段洪水演进情况，三种运用条件分别是方案1姜堂至周营上延工程被生产堤按要求破除1/2；方案2姜堂至周营上延工程被生产堤不破口，并与长垣段贯孟堤标准相同；方案3姜堂至周营上延工程被生产堤不破口，且连同长垣段贯孟堤一起按按临黄堤堤标准加高；3.2 计算结果简介夹河滩高村的洪水演进和封丘倒灌区滞洪情况见表1，下面分别介绍各流量级洪水在三种计算条件下计算结果，其中，1976年和1982年洪水，只计算了方案1和方案2两种情况。表1 现状地形条件下夹河滩高村河段洪水演进计算结果表洪水类别花园口夹河滩计算封 丘 倒 灌 区高村洪峰流量（m3/s）洪峰流量（m3/s）w1万（亿m3）条件Qdm（m3/s）最大水量（亿m3）淹没面积（km2）洪峰流量（m3/s）w1万（亿m3）76型实际92109010破口3290.1833.438850不破口0894082型实际15300145005.1破口5510.2443.08124772.5不破口0126702.858型实际223002050019.0破口11641.13163.331756415.4不破口7000.3433.01789715.5加高01911616.582型设计30000破口43003.53243.332400726.42860427.9不破口10862.19208.842443025.3加高02730827.8备注1、w1万各站10000m3/s以上水量，Qdm倒灌区最大进水量(1)封丘倒灌区淹没主要是因为姜堂以下口门过水，洪水沿天然文岩渠堤根向上、下流动，而从渠村闸前天然文岩渠入口处倒灌作用甚微。由于河槽的淤积抬高，若姜堂至周营上延工程生产堤破口,北岸长垣嫩滩在40005000m3/s左右大部分已淹，洪水可由生产堤口门倒灌至天然文岩渠堤根。(2)1976年洪水洪峰流量虽然不大，但历时较长，洪量较大，洪峰沿程削减很少，因此产生了较大的淹没损失，尤其是封丘倒灌区因遭遇内涝淹没面积比1958年还大。对于1976年型洪水，花园口洪峰流量9210m3/s,夹河滩洪峰流量9010m3/s,本次计算中方案1，若姜堂至周营上延工程生产堤破口,洪水可倒灌至陶北排涝渠堤，封丘倒灌区淹没面积33.4km2,倒灌水量0.18亿m3，由于峰型较胖，虽然夹河滩高村段滩区基本全淹，高村洪峰流量仍有8850m3/s，洪峰削减很少；方案2，若姜堂至周营上延工程生产堤不破口,则封丘倒灌区不受淹，高村洪峰流量为8940m3/s。两者相比高村洪峰流量相差不大，但方案2姜堂至周营上延工程生产堤不破口淹没面积将减少33.4km2。(3)对于1982年型花园口15300m3/s洪水，夹河滩洪峰流量14500m3/s,大于10000m3/s以上的洪量5.1亿m3，方案1，若姜堂至周营上延工程生产堤破口,洪水可倒灌至陶北排涝渠堤附近，封丘倒灌区淹没面积43.1km2,倒灌水量0.24亿m3，高村洪峰流量12480m3/s,大于10000m3/s以上的洪量2.5亿m3；方案2，若姜堂至周营上延工程生产堤不破口，封丘倒灌区将不进水，高村洪峰流量12670m3/s,大于10000m3/s以上的洪量2.8亿m3；两者相比，方案1封丘倒灌区淹没43.1km2,削减高村洪峰约200m3/s，削减大于10000m3/s以上的洪量0.3亿m3，可见对本级洪水封丘倒灌区滞洪作用并不大。(4)对于1958年型花园口22000m3/s洪水，夹河滩洪峰流量20500m3/s, 大于10000m3/s以上的洪量19.0亿m3，方案1，若姜堂至周营上延工程生产堤破口,洪水倒灌至赵岗，封丘倒灌区淹没面积163.3km2,倒灌水量1.13亿m3，高村洪峰流量17560m3/s,大于10000m3/s以上的洪量15.4亿m3；方案2，若姜堂至周营上延工程生产堤不破口，贯孟堤姜堂下生产堤漫顶过水，封丘倒灌区淹没面积33.0km2,，高村洪峰流量17900m3/s,大于10000m3/s以上的洪量15.5亿m3；方案3，生产堤及长垣段贯孟堤一起按按临黄堤堤标准加高后，封丘倒灌区将不进水，高村洪峰流量19100m3/s,大于10000m3/s以上的洪量16.5亿m3。三个方案相比，使用封丘倒灌区，可多削减高村洪峰约1300m3/s,多削减大于10000m3/s以上的洪量约1亿m3；方案1与方案2都使用封丘倒灌区，高村的洪峰及大于10000m3/s以上的洪量相差不多，但方案2封丘倒灌区少淹没约130km2。(5)对于1982年型花园口30000m3/s,洪水，夹河滩洪峰流量28604m3/s, 大于10000m3/s以上的洪量27.9亿m3，方案1，洪水可倒灌到红旗总干渠，封丘倒灌区淹没面积243.3km2,倒灌水量3.53亿m3，高村洪峰流量24000m3/s,大于10000m3/s以上的洪量26.4亿m3；方案2，若姜堂至周营上延工程生产堤不破口，洪水从贯孟堤董寨闸、姜堂等段漫顶，封丘倒灌区淹没面积208.8km2, 倒灌水量2.19亿m3，高村洪峰流量24430m3/s,大于10000m3/s以上的洪量25.3亿m3；方案3，生产堤及长垣段贯孟堤一起按按临黄堤堤标准加高后，封丘倒灌区将不进水，高村洪峰流量约27300m3/s,大于10000m3/s以上的洪量27.8亿m3，高村的洪峰及洪量削减很少。三个方案相比，使用封丘倒灌区，可多削减高村洪峰约3000m3/s,多削减大于10000m3/s以上的洪量约1.52.5亿m3；方案1同方案2相比，方案1封丘倒灌区多淹没34.5km2,多削减高村洪峰约430m3/s，但少削减大于10000m3/s以上的洪量约1.1亿m3，这可能是因为生产堤破口，小流量洪水过早进入封丘倒灌区，挤占了部分滞洪库容的缘故。4 结论通过对四个流量级洪水，三种不同的运用方式的比较，可得出以下结论(1)封丘倒灌区有一定滞洪削峰作用，但对于15000m3/s以下的洪水，滞洪削峰不大，对于2200m3/s以上的洪水滞洪削峰作用显著。(2)由于黄河河槽的不断淤积抬高，平滩流量持续减小，若姜堂至周营上延工程生产堤破口,夹河滩40005000m3/s洪水就会沿缺口进入封丘倒灌区，滞洪作用不显著，且增加淹没，挤占部分滞洪库容，对于滞蓄2200m3/s以上的大洪水不利。若将长垣以下的贯孟堤及生产堤按临黄堤标准加高，不让封丘倒灌区进水滞洪，将显著影响夹河滩高村段的滞洪作用。(3)保留姜堂至周营上延工程生产堤，可减少洪水淹没，并防止中小流量洪水进入封丘10000m3/s以上的洪量，滞洪削蜂效果最好，应为黄河防洪调度的首选方案。参考文献1 张素平，黄河封丘倒灌区滞洪作用初步分析人民黄河1993，2程晓陶等，黄河下游河道水沙运动仿真模型的开发研究水利学报1998，5-精品word文档 值得下载 值得拥有-精品word文档 值得下载 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