顶托敏感系数法在淮河洪涝关系研究中的应用

2014-02-27徐迎春夏广义

治淮 2014年4期

徐迎春夏广义海燕辜兵

徐迎春夏广义海燕辜兵

一、问题的提出

淮河中游沿淮洼地地势低洼，地面高程一般为20～15m，而淮河干流王家坝至浮山河道设计洪水位为29.3～18.5m，高于洼地地面高程3.5～6.5m。汛期淮河干流洪水一旦漫滩，开始顶托支流和沿淮洼地的排水，当干流水位高于支流和沿淮洼地内水位时，上游来水无法排入干流河道，涝水滞留低洼地，造成大量农田被淹。本文通过顶托敏感系数法分析淮河干流洪水对上游沿岸洼地的顶托效应。

二、顶托敏感系数法的分析原理

对于平原河道及湖泊，下游水位的抬高会壅高上游水位，产生顶托效应，从而影响上游两岸低洼地的涝水自排。为分析淮河干流水位抬高对两岸洼地涝水自排影响的敏感程度，采用顶托敏感系数法进行定量分析。

顶托敏感系数是指下游水位每抬高一个单位（一般按10cm计）对上游自排条件的影响程度。

顶托敏感系数计算公式如下：

B为顶托敏感系数，指下游水位每增加1个单位（一般按10cm计）影响上游不能自排面积的增加值占全部涝区面积的百分数；

ΔA为单位面积，指由于下游水位变化导致影响上游不能自排面积的变化值，km2；

ΔH为单位水深，下游水位的变幅，m；

A为设计洪水位时上游不能自排总面积，km2。

三、方法的应用

1.基本情况

沙颍河两岸洼地众多，洼地内地面高程为22～26m，由于受黄泛的影响，颍河两岸滩地淤高，一般河岸高于内地1～2m，加之河道比降平缓，影响两岸洼地自排。

当淮河干流正阳关发生2～3年一遇标准洪水时，洪水位在24m左右，影响排涝面积840km2，持续时间在1个月左右；当正阳关发生5年一遇标准洪水时，洪水位在25.5m左右，影响排涝面积1340km2，持续时间在2个月左右；当正阳关发生10年一遇标准洪水时，洪水位在26.4m左右，影响排涝面积1480km2，持续时间在2.5～3个月。正阳关水位从24m抬高至25.5m，增加排涝影响面积500km2，抬高至26.4m时增加排涝影响面积640km2。淮干正阳关水位对颍河两

岸洼地顶托面积见图1。

图1 淮河干流正阳关站水位影响颍河两岸洼地排涝面积图

2.顶托敏感系数计算

按照顶托敏感系数法分析淮河干流正阳关水位变化对颍河两岸洼地顶托敏感系数见表1、图2。

图2 淮河干流正阳关站水位对颍河两岸洼地顶托敏感系数图

表1 淮干正阳关水位对颍河两岸洼地顶托敏感系数计算表

3结论

由分析成果可以得出，在淮河干流正阳关水位23.0m时，顶托敏感系数13.8，水位变化对颍河两岸洼地顶托程度较小；当正阳关在23.0～24.0m时，顶托敏感系数最小35.9，最大达到42.5，即显示正阳关水位在该区间对颍河两岸洼地顶托程度最大；在正阳关水位在24.0～25.0m时，顶托敏感系数30.3～24.3，正阳关水位变化对颍河两岸洼地顶托程度仍较大，但呈缓慢下降趋势；在正阳关水位超过25.0m以后，顶托敏感系数值快速下降，显示在正阳关出现25.0m以上高水位时，由于前期已造成大部分洼地受涝，正阳关高水位对颍河两岸洼地排涝的顶托影响敏感度相对较低。