流域防洪减灾工程措施方案优选研究

柳学航　刘元广　李旭家

摘要：本文通过对MIKE11、MIKE12河网模拟系统的研究，以潍河流域为案例分析，根据不同的优选指标，在四种防洪减灾工程措施方案中优选出最合理的一条方案，通过本方案对实际开展的流域防洪减灾工作做出科学指导。

关键词：流域防洪减灾；工程措施；方案优选

1.关于MIKE11、MIKE12软件系统

MIKE11、MIKE12软件系统是丹麦DHI公司设计开发的一款河网模型系统软件。该软件一经推出就获得业界的推崇。美国的相关机构也以此软件为基础进行科研活动。该软件以可变模糊集理论为基础，建立流域防洪减灾工程措施方案优选模型，此模型能够确定方案指标及指标特征值区间的相对隶属度、相对隶属函数，并且能够通过变化模型及参数，优选出最佳方案。

2.案例分析

2.1案例概况

本文利用山东潍河流域进行案例分析。潍河水系干流发源于日照市莒县箕屋山北麓，经日照市流入潍坊境内，流经诸城、高密、峡山、坊子、寒亭、昌邑六县市区，在昌邑下营镇北入渤海莱州湾。流域总面积6367平方公里，干流长度246公里。下营镇位于潍河下游入海口出，全镇人口约2.1万人，总面积220平方公里。当下潍河流域的防洪能力不容乐观。潍河下游河道由于多年来缺乏治理，目前河道狭窄，淤积严重，部分河段河堤坍塌，河水通行能力已大大降低。

2.2待选防洪工程措施方案

在利用MIKE11、MIKE12系统软件推演洪水淹没下营镇过程之前，应先确立待选的防洪工程措施方案，在推演过程中优选出最合理的一个。潍河流域下游的一级防洪标准为20年一遇，经过对下游河道的实地考察，我们确定加固险堤和疏浚防洪标准较低的河道是比较合理的工程措施。以此出发，我们预先设定了4个方案待选，如下表1：

2.3确定优选指标

优选指标是指通过各种防洪工程措施要达到的防洪目的。根据侧重点不同，不同的优选指标将导向不同的防洪工程措施方案。在此我们通过受灾情况、经济损失、社会及环境影响等因素设定优选指标。

2.3.1将城镇被洪水淹没面积、淹没最高水深设定为优选指标

采用四种不同的方案，利用MIKE11、MIKE12软件推演流域淹没过程。根据潍河下游一级防洪标准为20年一遇，经过系统对比分析显示下营镇最严重的淹没状态为淹没面积0.86平方千米，最高水深4.57米。

2.3.2将工程措施投资及城镇经济损失设定为优选指标

工程项目投资成本一直是每项工程方案设计必须要考虑的因素。由于方案一不采取任何措施，所以将工程措施投资费用设定为零。根据城镇受灾面积不同，经济损失也不同。通过系统模拟得出，下营镇最严重水淹情况约损失金额1590万元。

2.3.3以生态环境影响及社会和谐度设定为优选指标

现代社会人们越来越重视对生态环境的保护，因此在任何工程措施设定之前都必须要考虑到对环境的影响。首先在方案一没有采取任何工程措施的情况下，我们设定工程措施对生态环境的影响为零，但是当流域被淹没后，生态环境同样受到严重的破坏，综合考虑两方面的影响，我们设定生态环境影响系数为0.35。社会和谐程度是考量社会稳定的一个重要依据。因此在制定工程措施前也要考虑到该工程的社会影响，是否得到普通民众的认可。对于社会和谐度的影响最低，设定为0.05。

2.4各方案的优选指标特征值

以方案一的优选指标特征值为基础，推算其他三个方案的优选指标特征值如下表2：

2.5优选过程

MIKE11、MIKE12软件系统应用模糊可变识别模型可计算出方案的优属度，计算结果如下：

以城镇淹没情况和经济损失为优选指标时，方案从优到次的顺序分别为方案四、方案三、方案二、方案一；以工程设施投资成本和社会和谐度为优选指标，方案从优到次的顺序分别为方案三、方案二、方案四、方案一；以生态环境影响为优选指标，方案从优到次的顺序分别为方案三、方案四、方案二、方案一。通过数据整合可以看出，无论从哪个优选指标出发，方案三都是较好的选择。由此得出结论，在潍河下游加固险堤、疏浚防洪指标较低的河段，下游防洪标准提升到18年一遇是最适合的防洪减灾工程措施方案。

结束语：

防洪减灾工作是关系社会安定、人民安居乐业的重要工作。我们必须防患于未然，积极做好应对自然灾害的措施，尽量降低生命财产损失。同时我们应高效利用现代科技成果，对防洪减灾工作做出科学指导。

参考文献：

[1]王凯博.博河、精河流域防洪减灾对策探讨[J]，水土保持研究，2004（3），260-264.endprint