长江不同溃口溃堤风险分析

魏建华

(江西省安澜工程咨询有限公司，江西 南昌 330001)

1 引言

河流溃堤具有较为严重的影响后果，溃堤后洪水流量大、速度快，将造成经济损失、人员伤亡[1-3]。因此，分析溃口溃决风险是十分必要的，可为防洪排涝规划、设计、实施提供参考。水动力模型方法是研究洪水风险的常用方法，通过区域水文参数的确定，可模拟分析洪水过程，计算结果较为可靠，计算速度快，在众多工程应用中取得了良好的应用效果[4-7]。长江是我国重要的河流，沿线城镇经济发达、居民众多，一旦发生溃堤将造成不可估量的损失。

2 长江1954 年100 年一遇洪水

以1954 年，长江发生100 年一遇洪水为计算工况，考虑长江在安定街、二坝镇、临江站、黄山寺4 处位置发生溃堤。1954 年百年一遇洪水流量过程见图1。为了研究长江不同溃口的溃堤风险，采用一维、二维水动力模型进行分析，根据目前常用的水动力模型计算方法，计算区域按糙率分区处理[8-10]，不同地形地貌特征糙率取值见表1。

图1 1954 年100 年一遇洪水流量过程

表1 糙率分区表

3 不同溃口溃堤风险分析

3.1 安定街溃堤

安定街溃口位于左堤，溃口宽度采用600 m，安定街溃决时洪水水位13.168 m。溃口流量峰值11257.56 m3/s，溃堤后河道水位最大降低1.167 m。

图2 安定街溃堤水位及流量过程

溃决后洪水演进过程分析:

溃堤1 天，长江洪水淹没西河上游右岸的练塘圩、西二十四圩等圩区，洪水前锋漫过西河堤防到达永安河右岸圩区，同时由于西河堤防的导水作用，洪水沿西河向下游演进进入上九连圩。

溃堤5 天，洪水向西淹没黄陂湖;向北淹没西大圩东大圩及永安河右岸圩区;向东继续演进淹没上下九连圩，由于西河堤防及裕溪河堤防的挡水作用，上下九连圩积水加深。

溃堤10 天，洪水漫过西河堤防淹没官圩、闸圩等无为县城附近圩区;漫过裕溪河右堤进入裕溪河，由于受裕溪河河道的导水作用，洪水在蟹子口处向右岸满溢，淹没杨柳圩进入和县江堤保护区。

溃堤20 天，洪水向北沿长江左岸圩区演进到含山县、和县;同时洪水沿裕溪河向裕溪河上游推进，在巢湖市洪水将漫过堤防，进入巢湖，之后巢湖保护区范围内淹没水深趋于稳定。

根据水动力模型计算的淹没水深图可知，安定街溃堤后长江洪水淹没区主要分布在无为县、含山县、和县圩区，这些圩区高程多在5 m～7 m，淹没水深超过4 m，危害极大。

根据水动力计算结果，洪水模型进洪时长648 h，进洪量80.16 亿m3，安定街溃决后，淹没面积约为2744.57 km2，其中，最大水深7.42 m，平均最大水深4.05 m。

图3 安定街溃口溃口20 天淹没范围

3.2 临江站溃堤

临江站溃口，溃决宽度600 m，溃决时洪水水位12.002 m。溃口流量峰值7531.06 m3/s，溃堤后河道水位最大降低0.98 m。

图4 临江站溃堤河道水位及流量过程

临江站溃堤后洪水演进过程分析:

溃堤1 天，由于西河堤防阻挡，上下九连圩积水不断加深，洪水向上下九连圩演进，直至到达裕溪河堤防，由于裕溪河堤防导流，洪水向二坝镇方向推进。

溃堤5 天，上下九连圩积水不断加高，直至超过西河堤防，之后将淹没西河下游左岸圩区;同时，洪水将漫过堤防汇入裕溪河，向裕溪河右岸满溢，淹没杨柳圩。

溃堤10 天，洪水向裕溪河右岸满溢，淹没杨柳圩，之后沿后河牛屯河左岸圩区经过含山县、和县到达和县江堤保护区;然后洪水继续沿裕溪河推进，在河道上游向两岸满溢，下游漫过左堤进入练钢圩。

溃堤20 天，洪水沿长江左岸圩区推进，洪水前锋已到达和县香泉镇;同时裕溪河两岸满溢洪水将淹没清溪河圩区，并不断向西演进，进入东大圩，此时，洪水前锋到达黄陂湖，之后淹没范围及淹没水深趋于稳定。

根据水动力计算结果，洪水模型进洪时长552 h，进洪量65.36 亿m3，临江站溃堤后淹没面积2461.91 km2，最大水深6.987 m，平均最大水深3.38 m。

图5 临江站溃口20 天淹没范围

3.3 二坝镇溃堤

二坝镇溃口，宽度600 m，溃决时洪水11.166 m。溃口流量峰值7044.994 m3/s，溃口后河道水位最大降低1.01 m。

图6 二坝镇溃堤河道水位及流量过程

二坝镇溃堤后洪水演进过程分析:

溃堤1 天，洪水将淹没上、下九连圩，并且积水不断加深，在裕溪河堤防和西河堤防的阻水和导水作用下，溃堤后洪水向上九连圩演进。

溃堤5 天，洪水演进至上九连圩，在西河堤防的阻水作用下，上、下九连圩积水不断加深，之后洪水漫过西河堤防，将淹没官圩、闸圩等西河下游左岸圩区，漫过裕溪河右堤进入裕溪河，洪水在蟹子口处向右岸满溢，进入杨柳圩。

溃堤10 天，西河下游左岸圩区积水加深，裕溪河左岸杨柳圩积水加深。

溃堤20 天，洪水沿后河牛屯河左岸圩区演进到含山县、和县，进入和县江堤保护区，之后淹没范围及淹没水深趋于稳定。

根据淹没水深图可知，洪水淹没区主要分布在无为县圩区以及含山县部分圩区，这些圩区高程多在5 m～7 m，淹没水深超过2.5 m。

根据水动力计算结果，洪水模型进洪时长360 h，进洪量31.11 亿m3，二坝镇溃堤后淹没面积1648.86 km2，平均最大水深2.66 m，最大水深5.81 m

图7 二坝镇溃口20 天淹没范围

3.4 黄山寺溃堤

黄山寺溃口，宽度600 m，溃决时洪水水位10.736 m。溃口流量峰值7221.82 m3/s，溃口后河道水位最大降低0.78 m。

图8 黄山寺溃堤河道水位及流量过程

黄山寺溃决后洪水演进过程分析:

溃堤1 天，在裕溪河堤防、牛屯河堤防的阻水作用下，洪水淹没练钢圩且积水不断加深。

溃堤5 天，洪水漫过牛屯河堤防淹没部分乡镇，前锋到达和县。

溃堤10 天，淹没区水深加深。前锋到达香泉镇。

溃堤20 天，淹没杨柳圩，之后淹没范围及淹没水深趋于稳定。

根据水动力计算结果，洪水模型进洪时长384 h，进洪量27.41 亿m3，黄山寺溃堤后淹没面积903.47 km2，最大水深4.95 m，平均最大水深2.98 m。

图9 黄山寺溃口20 天淹没范围

表2 长江溃堤洪水各方案风险信息统计表

4 结论及建议

利用水动力模型方法模拟分析长江不同溃口溃堤后的洪水过程，以1954 年，长江发生的100 年一遇洪水为计算工况，考虑长江在安定街、二坝镇、临江站、黄山寺4 处位置发生溃堤。通过同一量级洪水不同溃口淹没范围对比得知，安定街溃口、临江站溃口、二坝镇溃口、黄山寺溃口淹没范围依次减小，但洪水影响范围包括多个乡镇，影响范围广，将造成极为严重的经济损失。

建议在后期的工作中，加强堤防工程的监测、预警工作，做好防洪规划，采取相关措施，提高堤防安全性，保障沿线居民的安全。