南四湖湖东滞洪区风险评价与安全建设方案

闫芳阶，李桂森，陈立峰，朱静儒

（山东省淮河流域水利管理局规划设计院，山东 济南 250100）

蓄滞洪区是指包括分洪口在内的河堤背水面以外临时储存洪水的低洼地区及湖泊等。作为防洪体系中的重要组成部分，我国的蓄滞洪区既是蓄滞洪水的场所，也是当地居民生存和发展的区域。因此，区内居民必然要承受洪水淹没风险，对蓄滞洪区进行洪水风险计算是完成安全建设工作的基础。本文结合最新的《全国蓄滞洪区建设与管理规划》及各大流域蓄滞洪区洪水风险计算案例，选择了实际应用较为普遍的经验公式法及一种较新的数值计算法，综合分析两种方法的计算结果,得出蓄滞洪区的淹没风险度，并进一步提出安全建设方案。

南四湖湖东滞洪区位于南四湖湖东堤东侧，是由水利部淮河水利委员会提出的新建滞洪区（以下简称湖东滞洪区），共分3段，包括泗河～青山（滞洪面积148.535 km2）、界河～城郭河（滞洪面积 73.45 km2）和新薛河～郗山（滞洪面积36.41 km2）三片，滞洪总面积258.40 km2，滞洪容积3.852亿m3。湖东滞洪区安全建设任务重大，不同区域的风险度差别能够为规划安全建设方案提供重要依据。

1 蓄滞洪区洪水风险计算

蓄滞洪区的洪水淹没风险即特定某一局部区域遭到淹没的可能或发生这种事件的概率。影响淹没风险度的各种原因，称之为风险因子。

1.1 洪水风险因子

1）运用标准（Ty），可用运用重现期表示。湖东滞洪区运用标准为50年一遇。

2）启用几率（Tq），可用启用重现期表示。湖东滞洪区遇50年一遇以上洪水时开始启用。

3）淹没水深（H），即运用标准情况下设计蓄水位与地面高程之差。湖东滞洪区的泗河～青山、界河～城郭河两段设计蓄水位为36.99 m，新薛河～郗山段设计蓄水位为36.49 m，该区域地面高程在31.50～36.79 m，可知湖东滞洪区淹没水深变化范围为0～5 m。

4）淹没历时（t），指从地面上水位达到最大淹没水深，再通过退水而露出地面全过程所经历的时间。在风险计算中淹没历时被用于修正风险度，修正系数（φ）通过历时来确定。

根据黄河洪水特性、湖东滞洪区分滞洪运用以及退水条件，估算不同淹没水深的淹没历时，见表1。

表1 湖东滞洪区淹没水深及其对应淹没历时

1.2 经验公式法

淹没水深、淹没历时与运用标准是蓄滞洪区洪水风险计算中最重要的洪水风险因子，由这3个风险因子所确定的经验公式为：

式中：R为风险度；H为淹没水深，m；Ty为运用标准，a；φ 为淹没历时修正系数，取 1.0～1.3。

据此确定蓄滞洪区洪水风险评判标准为：R≥1.5为重度风险区，0.5≤R＜1.5为中度风险区，R＜0.5为轻度风险区。

根据该公式计算得湖东滞洪区不同淹没水深下的洪水风险度，见表2。根据洪水风险度评判标准可知，湖东滞洪区内淹没水深小于2 m的为轻度风险区，水深大于2 m的为中度风险区。

表2 湖东滞洪区洪水风险度（Ⅰ）

1.3 数值计算法

洪水淹没风险度数值计算方法就是以运用标准（运用重现期）、启用几率（启用重现期）、淹没水深和淹没历时4个风险因子为自变量，建立了淹没风险度与自变量的函数关系，该方法计算步骤如下：

1）基本风险度（Rj）的计算。淹没水深、运用标准和启用几率3个关键因素决定了基本风险度的大小。基本风险度公式为：

以上 4个公式中：C1、C2、C3为 3个不同的系数，分别为 1/100、1/20和 1/10；H 为淹没水深，m； Ty为运用标准，a；Tq为启用重现期，a。

据此计算出湖东滞洪区不同淹没水深下的基本风险度，见表3。

表3 湖东滞洪区基本风险度

2）风险度（R）的计算。以淹没历时为依据对基本风险度进行修正，即可得到风险度R。R与Rj的关系式为：

式中：φ 为修正系数；t为淹没历时，d；a、b、c 为常数，分别为1/8 000、1/80和69/80。

风险度评判标准为：R＞6.0为重度风险区，3.0＜R≤6.0为中度风险区，R≤3.0为轻度风险区。根据表1中的淹没历时，按上式求得修正系数φ，并计算出湖东滞洪区的洪水风险度，见表4。由风险度评判标准可知，湖东滞洪区内H＜2 m的为轻度风险区，2 m＜H＜4 m的为中度风险区，H＞4 m的为重度风险区。

表4 湖东滞洪区洪水风险度（Ⅱ）

1.4 结果与讨论

通过运用经验公式法和数值计算法2种方法对湖东滞洪区的洪水风险度进行计算，所得结果基本一致。但在H＞4 m时，用经验公式法所得评判结果为中度风险区，而用数值计算法所得结果为重度风险区。从效益最优原则的角度出发，结合湖东滞洪区的实际情况，将H＞4 m的区域归为中度风险区。综合评价结果见表5。

表5 湖东滞洪区洪水风险评价结果

2 洪水风险区划

根据表5进行湖东滞洪区洪水风险区划，见表6。泗河～青山、界河～城郭河段滞洪区，高程在34.99～36.99 m之间的区域为轻度风险区，高程低于34.99 m的区域为中度风险区；新薛河～郗山段滞洪区，高程在34.49～36.49 m之间的区域为轻度风险区，高程低于34.49 m的区域为中度风险区。由表6可知，湖东滞洪区存在洪水风险，以轻度风险为主，轻度风险区面积为167.06 km2，人口为7.21万，滞洪面积占总滞洪区面积的64.6%。

表6 湖东滞洪区洪水风险分析

3 安全建设方案

湖东滞洪区安全建设应依据风险评价结果，制定符合滞洪区实际情况，对当地居民生产生活造成损害最小的建设模式。确定湖东滞洪区安全建设采取区内安置和临时撤退两种方式。

3.1 区内安置

区内安置主要采取建设避洪楼和安全台方式。

避洪楼主要针对邹城市麻风病院，因麻风病具有传染性，滞洪区运用时病人不宜转移，因此应就地建设邹城市麻风病院避洪楼，总面积96 m2，规划2015年可安置32人。

安全台的建设主要针对满口村 （界河～城郭河）和新挑河村（包括九孔桥村，泗河至青山）。满口村现状人口5 826人，村庄靠近湖区，存在较大风险。依据满口村紧靠湖东大堤的地理位置，拟建工程所在区域可与湖内现有庄台连为一体。新挑河村（包括九孔桥村）现状人口2 825人，位于白马河、泗河的最下游，紧靠湖东大堤，撤离困难，拟在新挑河村与九孔桥村之间修建庄台1处。庄台总面积447 300 m2，至2015年规划安置8 899人。

3.2 临时撤退

湖东滞洪区内大部分村镇采取临时撤退转移方式避洪，撤退转移设施主要包括撤退道路和撤退桥涵。为便于当地居民迅速、安全地撤离至安置地点，将滞洪区内撤退道路主要布置在人口相对密集区域，并充分利用济微路、G104国道、备战路等现有交通道路。滞洪区撤退干、支道路共133条，全长251.45 km；桥梁82座，涵洞172座；撤退人口27.89万，至2015年规划人口28.75万。

3.3 通讯预警系统

滞洪区内通讯预警系统应覆盖区内工程管理、防汛重点单位及社会相关部门。在每个村、镇配备警报器和扩音器的同时，做到村级有无线接入电话，乡级拥有车载台，并为每个县建设无线电基地台。

4 结 语

湖东滞洪区洪水风险分析结果将滞洪区划分为轻度和中度2个风险区，面积分别为167.06 km2和91.42 km2，分别占滞洪总面积的64.6%和35.4%。区内安全建设主要采取区内安置和临时撤退两种方式，通过修建庄台、避洪楼、撤退道路和撤退桥涵等一系列设施，保证轻度风险区内居民在蓄滞洪水时能够及时撤离，中度风险区内居民撤离或就近转移到安全地带。区内安全建设针对性强，方案合理。