嘉興地區(qū)聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度對(duì)圩區(qū)排澇及太浦河的影響分析

張 培，劉曙光，鐘桂輝，章杭惠,2

(1.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院水利工程系，上海 200092；2.水利部太湖流域管理局， 上海 200434)

嘉興地區(qū)屬于太湖流域杭嘉湖水利分區(qū)，其中杭嘉湖東部平原地勢(shì)平坦，泄水條件差，洪澇災(zāi)害頻發(fā)。千百年來(lái)區(qū)內(nèi)百姓就有修圩筑堤、圍堰保家的歷史[1]。杭嘉湖低洼地區(qū)多建設(shè)圩區(qū)工程，圩區(qū)建設(shè)是太湖流域平原河網(wǎng)地區(qū)的重要防洪排澇措施[2]。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，流域各地實(shí)施聯(lián)圩、并圩，圩區(qū)規(guī)模不斷擴(kuò)大，圩區(qū)防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，對(duì)區(qū)域及流域防洪均產(chǎn)生重要影響[3]。然而，圩區(qū)工程相應(yīng)建設(shè)配套泵站水閘工程建筑物，這些工程的排澇能力以及調(diào)度情況也會(huì)受到圩外河道水位的影響。

其中比較突出的一個(gè)問(wèn)題是“因洪致澇”，即太浦河承泄太湖洪水與嘉興北部圩區(qū)排澇泄洪之間的相互影響與矛盾。這是由于太浦河在大量承泄太湖洪水時(shí)，特別是本區(qū)同時(shí)也受到強(qiáng)降雨影響的情況下，太湖水位過(guò)高會(huì)增大下游地區(qū)的防洪風(fēng)險(xiǎn)，區(qū)域需要承擔(dān)本地降雨以及圩區(qū)排澇的同時(shí)還需要承泄一部分太湖洪水，因此，區(qū)域往往受到本地暴雨與外來(lái)洪水的疊加影響[4]，本區(qū)的排澇能力與太浦河水位、圩外骨干河道水位密切相關(guān)。

因此，本文希望通過(guò)調(diào)整、優(yōu)化嘉興地區(qū)圩區(qū)的工程調(diào)度方式來(lái)協(xié)調(diào)這一矛盾。通過(guò)實(shí)地調(diào)研與走訪，了解到嘉興地區(qū)在汛期特有的“聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度”，即：各個(gè)圩區(qū)平時(shí)按照本圩損失最小的方式調(diào)度，根據(jù)當(dāng)?shù)胤罎撑艥硺?biāo)準(zhǔn)與調(diào)度原則控制水閘與泵站，但是在汛期當(dāng)參考站點(diǎn)水位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，開(kāi)啟聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度，即聯(lián)圩內(nèi)小圩區(qū)停機(jī)關(guān)閘，大聯(lián)圩外圍泵站開(kāi)啟進(jìn)行排澇，以降低圩內(nèi)主要河道的水位。

為分析“聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度”可能對(duì)太浦河、區(qū)域骨干河道以及圩區(qū)排澇等方面產(chǎn)生的影響，本文基于MIKE FLOOD對(duì)太浦河兩翼地區(qū)建立一二維水動(dòng)力耦合模型，模擬“聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度”工況，并對(duì)比分析分級(jí)調(diào)度對(duì)： ①圩外骨干河道水位、②圩區(qū)淹沒(méi)情況、③太浦河水位這3個(gè)方面的影響，以期用于防汛指揮以及嘉興地區(qū)防洪的實(shí)踐。

1 太浦河兩翼地區(qū)水動(dòng)力耦合模型

1.1 研究區(qū)域概況

太浦河兩翼地區(qū)以太浦河為中心，太浦河以北的淀泖區(qū)位于太湖流域東部，面積為2 393 km2，地形以平原為主，屬流水地貌型，區(qū)域地勢(shì)低平，地形呈西北高、東南低，沿江高、腹部低，在一個(gè)大的碟形盆地中又分布著許多小片碟形盆地，地貌形態(tài)較為復(fù)雜，區(qū)域內(nèi)大部分地區(qū)低于防汛警戒水位，是太湖流域三大洼地之一，也是流域內(nèi)水面率最大的地區(qū)之一[5]。太浦河以南的杭嘉湖區(qū)位于太湖流域東南部，區(qū)域北抵太湖及太浦河，東臨浦西水利分區(qū)，南濱杭州灣及錢塘江，西靠東苔溪導(dǎo)流，總面積為7 436 km2。本區(qū)主要水系是運(yùn)河水系，主要包括北排入太浦河、東排入黃浦江、西接太湖的河道，是流域水面率最高的地區(qū)之一[6]。其中嘉北地區(qū)屬于低洼重澇地區(qū)，包括桐鄉(xiāng)的西北部、南湖區(qū)部分、秀洲區(qū)大部和嘉善的北部，總面積約1 200 km2，該區(qū)域河蕩交錯(cuò)，地勢(shì)低洼，極易遭受洪澇災(zāi)害。

根據(jù)本文研究區(qū)域范圍和水文站點(diǎn)的分布情況，確定本文模型范圍北抵吳淞江，南至古運(yùn)河-嘉興城區(qū)-嘉善塘一線以及浙-蘇省際邊界，西至太湖，東至上海市太南片與浦南西片，不包括蘇州城區(qū)以及嘉興城區(qū)。

1.2 數(shù)據(jù)收集與前處理

1.2.1 基礎(chǔ)資料收集

基礎(chǔ)地理資料主要包括淀泖區(qū)、杭嘉湖區(qū)的地形地貌、河流水系、行政區(qū)劃、交通路網(wǎng)等?；A(chǔ)地理信息電子地圖包括等高線、高程點(diǎn)、DEM數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃、居民點(diǎn)、道路交通、土地利用和河流水系等主要圖層。模型需要的邊界條件主要包括區(qū)域內(nèi)部的雨量站、水位站以及流量站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

1.2.2 數(shù)據(jù)前處理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的前處理工作主要包括：地物提取，提取不同圖層，包括水系圖層、基礎(chǔ)設(shè)施圖層、土地利用圖層等，高程的賦值，空間坐標(biāo)系的統(tǒng)一。

1.3 模型搭建與率定驗(yàn)證

1.3.1 控制方程

本文計(jì)算分析采用水動(dòng)力學(xué)法。分析模型擬采用丹麥DHI公司開(kāi)發(fā)的MIKE軟件。其中的MIKE11水動(dòng)力模塊、MIKE21水動(dòng)力模塊能單獨(dú)建模，獨(dú)立運(yùn)行，又能無(wú)縫化耦合。本文采用的模塊有MIKE11水動(dòng)力模塊、MIKE21水動(dòng)力模塊和MIKE FLOOD耦合模型。

其中一維河網(wǎng)非恒定流問(wèn)題最后都?xì)w結(jié)為一維圣維南方程組的求解問(wèn)題，圣維南方程組為模型的理論基礎(chǔ)。它的基本假設(shè)有不可壓縮、各向同質(zhì)性，河床坡度小，水流被概化為一維系統(tǒng)(流速等均勻分布)，靜水壓力均勻分布和亞臨界流。一維圣維南方程組可以表示成如式(1)：

(1)

式中：x為距離坐標(biāo)；t為時(shí)間坐標(biāo)；A為過(guò)水?dāng)嗝婷娣e；Q為流量；h為水位；q為旁側(cè)入流量；n為河床糙率系數(shù)；R為水力半徑；g為重力加速度。

在二維洪水模擬中，由于洪水波的影響范圍廣泛，其淹沒(méi)影響范圍(水平方向尺度)遠(yuǎn)大于淹沒(méi)水深(垂直方向尺度)，水力參數(shù)在垂直方向的變化比水平方向的變化要小得多，而水壓力分布也近似靜水壓強(qiáng)分布，即具有典型的二維淺水波特征，因此可用二維淺水方程來(lái)進(jìn)行二維洪水?dāng)?shù)值模擬。MIKE21采用基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有限體積法進(jìn)行洪水?dāng)?shù)值模擬。

模型基于三向不可壓縮和Reynolds值均布的Navier-Stockes方程，服從Bousinesq渦黏假定和靜水壓力假定蛙跳格式(Leap Frog)非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、通過(guò)控制體積法求解連續(xù)方程和動(dòng)量方程。圖1是假設(shè)的連續(xù)性方程的控制體。

圖1 連續(xù)性方程控制體示意圖Fig.1 Sketch of control volume of continuity equation

MIKE FLOOD是一個(gè)耦合了一維和二維模塊----MIKE11和MIKE21用于模擬洪水和風(fēng)暴潮分析的模型系統(tǒng)，可以同時(shí)對(duì)河道一維動(dòng)態(tài)流模擬和洪泛區(qū)二維動(dòng)態(tài)流模擬。將河道和洪泛區(qū)通過(guò)側(cè)向連接或標(biāo)準(zhǔn)連接實(shí)現(xiàn)河道與泛濫區(qū)之間洪水的傳遞。

模型采用側(cè)向連接模擬降雨匯流和河道漫堤，側(cè)向連接是指Mike 21中的一系列網(wǎng)格以旁側(cè)的方式同Mike 11的部分或者整個(gè)河道相連。通過(guò)側(cè)向連接的水流利用水工建筑物公式或者水位-流量關(guān)系來(lái)計(jì)算。

1.3.2 模型邊界條件

模型的邊界條件設(shè)置包括一維河網(wǎng)模型邊界以及二維產(chǎn)匯流模型邊界。

其中一維河網(wǎng)模型邊界有水文水位站點(diǎn)：瓜涇口、洞庭西山(三)、蘇州站、周巷站、趙屯站、黃渡站、青陽(yáng)匯站、嘉興站、嘉興(杭)、桐鄉(xiāng)站、崇德站、新市站；潮位站點(diǎn)：泖甸站、夏字圩站、米市渡站、泖港站、洙涇站、嘉善站；口門：蘇申外港-吳淞江口門、斜塘河-吳淞江口門、青陽(yáng)港-吳淞江口門、六里塘-胥浦塘口門、楓涇塘-嘉善塘口門；北排通道流量邊界：橫古塘-新橋港口門、白米塘-頔塘口門、橫港-潘家塘口門以及瀾溪塘-紫荇塘口門。

二維產(chǎn)匯流模型邊界包括降雨邊界條件與網(wǎng)格閉邊界，降雨分布按照實(shí)測(cè)降雨值進(jìn)行泰森多邊形劃分，并制作場(chǎng)文件作為降雨邊界，降雨場(chǎng)文件示意圖如圖2；網(wǎng)格計(jì)算開(kāi)閉邊界設(shè)置中則考慮到每部分網(wǎng)格按照實(shí)際圩區(qū)進(jìn)行剖分，通過(guò)一二維側(cè)向連接的耦合模型進(jìn)行水量交換，因此設(shè)置為閉邊界，二維網(wǎng)格剖分如圖3所示。

圖2 二維模型降雨邊界示意圖Fig.2 Schematic diagram of the rainfall boundary of 2D model

圖3 二維網(wǎng)格剖分與泰森多邊形劃分示意圖Fig.3 Schematic diagram of 2D mesh subdivision and Tyson polygon division

1.3.3 河網(wǎng)、湖泊與水工建筑物概化

本文中的河網(wǎng)模型共概化河道933條，其中圩外河道418條(包括研究區(qū)域所有流域區(qū)域性骨干河道、重要跨縣河道、重要縣域河道和部分一般性河道)，圩內(nèi)河道共計(jì)575條(段)。模型中計(jì)算水位點(diǎn)4 067個(gè)、計(jì)算流量點(diǎn)2 038個(gè)。

區(qū)域內(nèi)水工建筑物眾多，體現(xiàn)在模型中的可控水工建筑物包括泵站406個(gè)、水閘52個(gè)。

1.3.4 網(wǎng)格剖分與側(cè)向連接

區(qū)域內(nèi)共有圩區(qū)389個(gè)，將每個(gè)圩區(qū)單獨(dú)進(jìn)行網(wǎng)格剖分，共生成網(wǎng)格172 904個(gè)，平均網(wǎng)格面積0.04 km2，其中最大網(wǎng)格面積為0.096 km2。在二維模型中，地形、糙率與降雨等隨空間變異的數(shù)據(jù)需要通過(guò)插值轉(zhuǎn)換為場(chǎng)文件的形式輸入。其中地形數(shù)據(jù)為DEM柵格文件中提取出的散點(diǎn)文件，其精度為50 m×50 m，滿足插值所需的精度要求。本文共建立耦合側(cè)向連接554條，其中所有圩區(qū)內(nèi)部河道與二維地形網(wǎng)格進(jìn)行側(cè)向連接，建立側(cè)向連接的河道可以與二維模型耦合發(fā)生水量交換。

1.3.5 模型率定與驗(yàn)證

模型中河道糙率值采用“太湖流域水文水動(dòng)力模型”中河道的糙率值，該模型是由河海大學(xué)程文輝教授經(jīng)過(guò)多年研究開(kāi)發(fā)并不斷修改完善的，其早期版本經(jīng)過(guò)1984、1985年兩年資料的率定，后在“太湖流域河網(wǎng)水質(zhì)研究”課題中又經(jīng)1987、1988年兩年資料率定，以及1995、1996年兩年資料驗(yàn)證，并經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，該套模型能較好地?cái)M合太湖流域河網(wǎng)水流情況，區(qū)域內(nèi)骨干河道糙率值采用模型中的糙率值是較可靠的。具體糙率取值見(jiàn)表1。

模型率定選取2012年8月1日至8月31日內(nèi)部測(cè)站的實(shí)測(cè)水位過(guò)程進(jìn)行率定，測(cè)站位置見(jiàn)圖4，率定結(jié)果對(duì)比圖如圖5。經(jīng)過(guò)率定后，區(qū)域內(nèi)河道糙率基本確定在0.022 5～0.03 5之間，選取2013年10月1日至10月15日降雨進(jìn)行模型驗(yàn)證，各測(cè)站計(jì)算水位過(guò)程與實(shí)測(cè)水位變化趨勢(shì)一致，數(shù)值吻合較好。如圖6和圖7所示。

2 圩區(qū)分級(jí)調(diào)度模擬

2.1 分級(jí)調(diào)度處理

2.1.1 聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度原理

“聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度”規(guī)則如圖8所示，小圩區(qū)通過(guò)內(nèi)部圩區(qū)二級(jí)泵站向小圩區(qū)圩外河道排水，當(dāng)圩外河道水位達(dá)到某個(gè)特定值時(shí)，內(nèi)部圩區(qū)泵站停機(jī)，開(kāi)啟聯(lián)圩外圍一級(jí)泵站，降低小圩區(qū)圩外河道水位，通過(guò)圩外骨干河道向太浦河排水。圖8對(duì)聯(lián)圩與小圩區(qū)之前的排澇關(guān)系說(shuō)明。

表1 河道糙率值選取表Tab.1 Channel roughness value

圖4 率定驗(yàn)證測(cè)站位置圖Fig.4 Sketch location of station for validation and calibration

圖5 銅鑼站水位過(guò)程對(duì)比Fig.5 Water level comparison between measured/simulated value on Tong-luo station during 2012.8

圖6 銅羅站水位過(guò)程對(duì)比圖Fig.6 Water level comparison between measured/simulated value on Tong-luo

圖7 金家壩站水位過(guò)程對(duì)比圖Fig.7 Water level comparison between measured measured/simulated value on Jin-jiaba station

圖8 聯(lián)圩與小圩區(qū)泵站關(guān)系示意圖Fig.8 Link between pumps in union-polder and sub-polder

2.1.2 水閘/泵站邏輯設(shè)計(jì)

小圩區(qū)的泵站與閘門設(shè)置在圩內(nèi)河道與小圩區(qū)圩外河道的連接處，平時(shí)敞開(kāi)保持圩內(nèi)圩外水位相同，汛期關(guān)閉閘門，開(kāi)啟二級(jí)泵站進(jìn)行抽排。大聯(lián)圩的泵站設(shè)置在小圩區(qū)圩外河道與圩外骨干河道連接處，啟用聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度之前，閘門敞開(kāi)；開(kāi)啟聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度后，聯(lián)圩則按照包圍圈封閉，開(kāi)啟一級(jí)泵站進(jìn)行抽排。

水閘/泵站邏輯示意如圖9，在MIKE11中在一級(jí)泵站Pump前設(shè)置兩個(gè)并聯(lián)閘門，分別記做閘A，閘B。未開(kāi)啟聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度時(shí)關(guān)閉閘A，敞開(kāi)閘B；開(kāi)啟分級(jí)調(diào)度之后，關(guān)閉閘B，將閘A按照參考水位站點(diǎn)進(jìn)行邏輯判斷，邏輯設(shè)置為：閘上水位大于等于設(shè)定水位時(shí)開(kāi)啟閘門A并進(jìn)行抽排，一級(jí)泵站抽排能力由調(diào)研所得，各聯(lián)圩外圍一級(jí)泵站抽排能力均不相同；當(dāng)閘上水位小于設(shè)定水位時(shí)關(guān)閉閘A，此時(shí)相當(dāng)于采用普通調(diào)度方式。

圖9 水閘/泵站邏輯示意圖Fig.9 Sketch for logic of gates/pumps in union-polder

2.2 分級(jí)調(diào)度結(jié)果分析

根據(jù)《浙江省杭嘉湖圩區(qū)整治規(guī)劃中期評(píng)估報(bào)告》，杭嘉湖圩區(qū)整治之后，一共統(tǒng)計(jì)出19處建設(shè)聯(lián)圩(分別為：南旱、大舜、姚莊、西塘、王凝嘉善、王凝秀洲、王油、王新一期、王新二期、王新三期、楊廟、新光、虹橋、魏塘、干窯、明星、長(zhǎng)春、洛東以及沈家橋圩)，其中排澇總流量超過(guò)40 m3/s的圩區(qū)共計(jì)4個(gè)，分別為：西塘聯(lián)圩69.34 m3/s，王凝嘉善圩區(qū)91.8 m3/s，王凝秀洲圩區(qū)57.62 m3/s，沈家橋聯(lián)圩48.72 m3/s。由于西塘聯(lián)圩和王凝圩區(qū)總排澇動(dòng)力較大，而且通過(guò)一級(jí)河道向太浦河排水，直接影響骨干河道水位以及太浦河水位。因此選取王凝嘉善、王凝秀洲和西塘聯(lián)圩這3個(gè)聯(lián)圩按照分級(jí)調(diào)度設(shè)置。聯(lián)圩與骨干河道位置如圖10所示。

本文選取這3個(gè)聯(lián)圩進(jìn)行分級(jí)調(diào)度模擬，選取2013年10月1日-10月15日的降雨條件進(jìn)行對(duì)比模擬計(jì)算。對(duì)比考察①兩個(gè)圩外骨干河道水位點(diǎn)：蘆墟塘和紅旗塘；②圩區(qū)淹沒(méi)情況：王凝嘉善和王凝秀洲圩區(qū)的淹沒(méi)水深大于0.05 m的網(wǎng)格面積；③太浦河水位：陶莊樞紐站這3個(gè)方面的影響。

圖10 聯(lián)圩與骨干河道位置示意圖Fig.10 Sketch map of union-polder and primary riverway

王凝嘉善圩區(qū)按照嘉善站作為參考水位點(diǎn)，當(dāng)嘉善站水位超過(guò)2.06 m時(shí)開(kāi)啟聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度，總排澇動(dòng)力162 m3/s，內(nèi)外河道水位相平時(shí)停機(jī)開(kāi)閘；西塘聯(lián)圩按照西塘站作為參考水位點(diǎn)，當(dāng)西塘站水位超過(guò)2.06 m時(shí)開(kāi)啟聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度，總排澇動(dòng)力68.78 m3/s，同樣當(dāng)內(nèi)外河道水位相平時(shí)停機(jī)開(kāi)閘。聯(lián)圩內(nèi)部小圩區(qū)調(diào)度均按照起/停排水位：1.70/1.40 m進(jìn)行泵站抽排，排澇模數(shù)按照1.2 m3/(s·km2)設(shè)置。

2.2.1 圩外河道水位過(guò)程對(duì)比

由圖11所示，可以發(fā)現(xiàn)2個(gè)圩外骨干河道水位過(guò)程線在普通調(diào)度期間緩慢抬升，在啟用分級(jí)調(diào)度后上漲較快，洪峰值升高，洪峰位置相應(yīng)前移，退水期拉長(zhǎng)。在普通調(diào)度期間2個(gè)河道水位過(guò)程線基本平行，啟用分級(jí)調(diào)度后，雖然蘆墟塘水位較低，但是水位過(guò)程線上升速度更快，這是由于蘆墟塘同時(shí)受到王凝圩區(qū)和西塘圩區(qū)排水的影響；紅旗塘水位過(guò)程線上升速度更慢，這是由于西塘圩區(qū)總排澇動(dòng)力68.78 m3/s，僅有王凝圩區(qū)總排澇動(dòng)力的1/3。

圖11 圩外骨干河道水位過(guò)程線對(duì)比圖Fig.11 Comparison between common/classified irrigation scheduling of water level value on primary riverway during 2013.10.1-15

圖12 陶莊樞紐水位過(guò)程線對(duì)比圖Fig.12 Comparison between common/classified irrigation scheduling of water level value on Taozhuang station during 2013.10.1-15

由于啟用分級(jí)調(diào)度后首先影響的就是圩外骨干河道水位，因此圖11比圖12的洪峰出現(xiàn)時(shí)間快，而且洪峰值大于陶莊樞紐水位的洪峰值。在普通調(diào)度方式下，小圩區(qū)即使排澇動(dòng)力大也不能夠及時(shí)向圩外排水，導(dǎo)致圩外河道水位升高不明顯；然而在啟用分級(jí)調(diào)度方式條件下，以聯(lián)圩為主體全力向骨干河道排水，可以較快的達(dá)到洪峰值，并在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)退水，減輕圩區(qū)內(nèi)部洪澇壓力。因此本文認(rèn)為，分級(jí)調(diào)度可以加快圩外骨干河道集水速度，可以減輕圩區(qū)洪澇壓力。

2.2.2 圩區(qū)淹沒(méi)情況對(duì)比

由圖13所示，可以發(fā)現(xiàn)王凝圩區(qū)淹沒(méi)情況得到較好的改善,0.05 m以上的淹沒(méi)面積減小了26%。統(tǒng)計(jì)得，網(wǎng)格平均最大淹沒(méi)水深由0.48 m降低至0.32 m。

圖13 王凝圩區(qū)淹沒(méi)情況對(duì)比圖Fig.13 Comparison between common/classified irrigation scheduling of flood situation on Wangning Polder area

同樣的降雨和邊界條件下，由于啟用分級(jí)調(diào)度之后，首先加快了小型圩外河道向區(qū)域骨干河道的排水，加快了小型圩外河道的退水過(guò)程，因此加快了小圩區(qū)內(nèi)部河道的排澇，從而減少了淹沒(méi)面積以及最大淹沒(méi)水深。

2.2.3 太浦河水位過(guò)程對(duì)比

由圖12所示，可以發(fā)現(xiàn)太浦河-陶莊樞紐水位過(guò)程線漲水期時(shí)間變長(zhǎng)，洪峰位置相應(yīng)后移，洪峰值升高0.03 m，浮動(dòng)不大，洪峰過(guò)后的退水過(guò)程基本不變，曲線基本平行。

分析曲線變化原因，由于陶莊樞紐水位在降雨前期主要受到太浦閘調(diào)度影響，即當(dāng)太湖水位不超過(guò)3.8 m時(shí)，太浦閘泄水按平望水位不超過(guò)3.45 m控制，因此平望水位前期漲水較慢，導(dǎo)致洪峰位置后移。啟用聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度之后，王凝圩區(qū)和西塘聯(lián)圩均開(kāi)始通過(guò)骨干河道向太浦河排水。因此，分級(jí)調(diào)度可以增加太浦河嘉興段水位抬升的時(shí)間，為太浦河承泄太湖洪水預(yù)留空間。

2.3 小 結(jié)

通過(guò)對(duì)聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度進(jìn)行模擬，并將模擬結(jié)果與普通調(diào)度模擬下的結(jié)果相比較，可以發(fā)現(xiàn)：①對(duì)于圩外骨干河道，分級(jí)調(diào)度可以加快圩外骨干河道集水速度，可以減輕圩區(qū)洪澇壓力；②對(duì)于圩區(qū)內(nèi)部淹沒(méi)，啟用分級(jí)調(diào)度可以有效地減少淹沒(méi)范圍和最大淹沒(méi)水深；③對(duì)于太浦河，分級(jí)調(diào)度可以增加太浦河嘉興段水位抬升的時(shí)間，為太浦河承泄太湖洪水預(yù)留空間。采用分級(jí)調(diào)度方式可以為太浦河承泄太湖洪水提供預(yù)留空間，還可以有效減緩區(qū)域的防汛壓力。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文選用MIKE11對(duì)太浦河兩翼地區(qū)的水系以及水工建筑物等建立了一維河網(wǎng)模型，選用MIKE21對(duì)太浦河兩翼地區(qū)范圍內(nèi)所有圩區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格剖分并搭建二維模型，最后選用MIKE FLOOD模塊，通過(guò)側(cè)向連接將上述一二維模型進(jìn)行耦合建立一二維水動(dòng)力耦合模型，耦合模型經(jīng)過(guò)率定、驗(yàn)證后，在對(duì)2012年8月和2013年10月的降雨過(guò)程模擬均將誤差縮小在10 cm以內(nèi)。因此，認(rèn)為該模型可以用于進(jìn)一步的研究。本文在此基礎(chǔ)上，選取了3個(gè)典型大聯(lián)圩模擬了“聯(lián)圩分級(jí)調(diào)度”，通過(guò)比較水位過(guò)程線和淹沒(méi)面積等結(jié)果，可以初步認(rèn)為圩區(qū)分級(jí)調(diào)度對(duì)提高該地區(qū)防洪排澇能力顯著。這一結(jié)論為嘉興地區(qū)防洪規(guī)劃以及圩區(qū)調(diào)度實(shí)踐提供了一定的借鑒意義。

展望：本文考慮到小型聯(lián)圩自身的排澇總流量較小，且包含小圩區(qū)個(gè)數(shù)較少，導(dǎo)致圩外河道和骨干河道的水位相差不大，在模擬中并不會(huì)對(duì)水位產(chǎn)生很大的影響。因此本文為了突出對(duì)比，選擇大型聯(lián)圩(總裝機(jī)流量超過(guò)40 m3/s，一般包含8個(gè)以上小聯(lián)圩)進(jìn)行模擬。對(duì)于小圩區(qū)應(yīng)用分級(jí)調(diào)度后的影響在下一步工作中可以進(jìn)行更深入的探討。

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