潮白河左堤防洪保护区洪水风险分析

□檀书琨 李可任

潮白河左堤防洪保护区洪水风险分析

□檀书琨 李可任

本文应用MIKE软件对潮白河左堤保护区构建模型，实现河道洪水传播与保护区洪水演进的同步交换与实时模拟，模拟了防洪保护区不同方案的洪水演进过程，进行相应的洪水风险分析，为保护区洪水损失估算、避洪转移等提供数据支撑，并为洪水风险图的绘制提供数据支撑。

潮白河；防洪保护区；MIKE11；MIKE21；MIKE；FLOOD；洪水风险要素

潮白河左堤保护区位于北三河水系的潮白河流域，包括北京市顺义区东北部，河北省三河市、大厂回族自治县、香河县东北部，天津市宝坻区西南局部等区域。西部、南部以潮白河左堤（吴村闸以下称潮白新河左堤）为界，北至北京市顺义区东北部低山丘陵，东至泃河、引泃入潮，面积约1097km2。

1.基础资料收集与处理

1.1 设计洪水

本次在模型构建需要考虑的洪（沥）水来源包括潮白河洪水、运潮减河洪水、引泃入潮洪水、保护区范围的沥水（包括箭杆河沥水、鲍邱河沥水和保护区范围内其余汇流面积沥水）。

1.2 地形与工程资料

地形资料包括一维模型构建所需的各河道及堤防横断面，二维模型构建所需的1∶10000地形图。工程资料主要包括保护区内的主要线状构筑物和桥涵的路面高程、桥涵尺寸。工程调度资料主要包括各水库、河道调度方案。洪水复核计算依据国家防总批复的《北三河洪水调度方案》中的调度原则。

2.模型构建与验证

本次模型构建包含一维河道模型（MIKE11）和二维保护区模型（MIKE21），通过潮白河左堤上的假定溃口及引泃入潮右堤上的假定退水口，利用MIKE FLOOD实现一维河道模型与二维保护区模型的耦合，实现河道洪水传播与保护区洪水演进的同步交换与实时模拟。

由于潮白河左堤历史上未发生过溃堤，相应的潮白河左堤防洪保护区也未进行过洪痕调查等相关工作，因此本次模型验证只能通过模型成果的合理性、可靠性方面进行分析验证。

3.洪水计算结果与风险要素分析

3.1 计算方案

依据前期基础工作结合现场调查和查勘情况，选择河南村、京冀界、谭台、宋各庄4个溃口进行洪水模拟，洪涝水组合方案为潮白河100年一遇标准洪水叠加泃河50年一遇标准洪水与20年一遇当地涝水组合、潮白河50年一遇标准洪水叠加泃河20年一遇标准洪水与20年一遇当地涝水组合、潮白河20年一遇标准洪水叠加泃河10年一遇标准洪水与10年一遇当地涝水组合。各方案见附表。

3.2 计算结果

根据以上的潮白河左堤防洪保护区洪水风险分析计算方案，对不同溃口条件下的不同洪水组合方案下的洪水淹没情况进行二维数值模拟。分别提取各方案的溃口出水量、溃口最大流量、溃口分洪时间、淹没面积、最大淹没水深、平均淹没水深、平均淹没历时、平均洪水前锋到达时间、平均流速等风险要素并进行分析。

同频率洪水不同溃口溃决结果对比分析：针对同频率洪水不同溃口的条件，经分析可知，谭台溃口的溃口流量、溃口进水量、最大淹没面积、最大淹没水深、平均淹没水深和平均洪水流速都是最大的，表明相对于其他溃口，谭台溃口发生溃决时，对保护区的影响是最大的；从以上洪水风险要素来看，宋各庄溃口、河南村溃口、京冀界溃口发生溃决时对保护区造成的影响依次降低。

同溃口不同频率设计洪水结果对比分析：同一溃口高标准洪涝水组合方案条件下的溃口出水量、溃口最大流量、淹没面积、最大淹没水深、平均淹没水深、平均淹没历时和平均洪水流速大于低标准洪涝水组合方案条件下的结果；高标准洪涝水组合方案的平均洪水前锋到达时间和溃口分洪时间小于低标准洪涝水组合方案。因此，对于同一溃口，高标准的洪涝水组合对保护区的影响要高于低标准的洪涝水组合。

4.结论

本文应用MIKE11建立一维河道模型，应用MIKE21建立防洪保护区二维模型，利用MIKE FLOOD实现一维河道模型与二维保护区模型的耦合。考虑不同溃口与不同量级洪涝水方案的组合，对潮白河左堤防洪保护区各计算方案进行模拟计算，并提取防洪保护区各计算方案的洪水风险要素，该成果可为洪水影响、损失估算分析和避洪转移提供依据，并能够为洪水风险图的绘制提供数据支撑，以最终实现科学高效的“洪水管理”。□

2016-05-06

檀书琨，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，正高级工程师。

李可任，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，工程师。