燕子河流域洪水演進(jìn)數(shù)值模擬

韓松 張威 王豪 劉玉玉 桑國慶

文章編號：1671-3559（2024）01-0068-10DOI：10.13349/j.cnki.jdxbn.20231108.002

摘要：為了對中小河流流域洪水風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測分析， 以山東省臨沂市燕子河流域?yàn)檠芯繉ο螅?利用水動力學(xué)模型對洪水演進(jìn)進(jìn)行數(shù)值模擬；采用MIKE 11軟件建立一維水動力學(xué)模型， 分別模擬洪水重現(xiàn)期為5、10、20、50、100 a的河道洪水演進(jìn)過程；利用MIKE 21軟件對燕子河防洪保護(hù)范圍構(gòu)建二維模型；利用 MIKE FLOOD 軟件側(cè)向耦合一、二維模型， 模擬不同洪水重現(xiàn)期洪水從河道漫溢至岸邊的演進(jìn)過程，對模擬結(jié)果進(jìn)行分析， 得到洪水的淹沒范圍、水深、流速等信息。 結(jié)果表明：洪水重現(xiàn)期為5、10、20、50、100 a時洪水淹沒范圍分別為0、4.09、7.59、13.87、18.44 km2，最大淹沒深度分別為0、4.56、5.46、6.20、6.49 m， 洪水最大流速分別為0、3.04、3.58、3.98、4.70 m/s；羅莊區(qū)西陸莊村、為兒橋村以及蘭陵縣西莊村、松山東村等村落為淹沒風(fēng)險較大區(qū)域。

關(guān)鍵詞：水動力學(xué)模型；洪水演進(jìn)；數(shù)值模擬；燕子河流域

中圖分類號：TV877

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

開放科學(xué)識別碼（OSID碼）：

Numerical Simulation of Flood Evolution in the Yanzi River Basin

HAN Song1， ZHANG Wei1， WANG Hao2， LIU Yuyu1， SANG Guoqing1

（1. School of Water Conservancy and Environment， University of Jinan， Jinan 250022， Shandong， China;

2. Flood and Drought Disaster Prevention Center of Shandong Province， Jinan 250013， Shandong， China）

Abstract： To predict and analyze the flood risk of medium or small river basins， the Yanzi River Basin in Linyi city， Shandong province was taken as the research object， and the hydrodynamic model was used to simulate the flood evolution. An one-dimensional hydrodynamic model was established by using MIKE 11 software to simulate the flood evolution of river channels with flood recurrence periods of 5， 10， 20， 50， 100 a， respectively. A two-dimensional model of the flood protection area of the Yanzi River was constructed by using MIKE 21 software. By using MIKE FLOOD software， the one- and two-dimensional models were laterally coupled to simulate the evolution process of flood from the river to the bank in different flood recurrence periods， and the simulation results were analyzed to obtain flood inundation range， water depth， velocity and other information. The results show that when the flood recurrence period is 5， 10， 20， 50， 100 a， the flood inundation range is 0， 4.09， 7.59， 13.87， 18.44 km2， the maximum inundation depth is 0， 4.56， 5.46， 6.20， 6.49 m， and the maximum flood velocity is 0， 3.04， 3.58， 3.98， 4.70 m/s， respectively. There is a significant risk of inundation in Xiluzhuang village and Weierqiao village in Luozhuang district， as well as Xizhuang village and Songshandong village in Lanling county.

Keywords： hydrodynamics model; flood evolution; numerical simulation; the Yanzi River Basin

收稿日期：2022-09-28????????? 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)時間：2023-11-10T07：02：56

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51909105）；山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR2019QEE006）

第一作者簡介：韓松（1998—），男，山東德州人。碩士研究生，研究方向?yàn)樗膶W(xué)及水資源。E-mail：1670922407@qq.com。

通信作者簡介：劉玉玉（1984—），女，山東臨沂人。副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樗膶W(xué)及水資源。E-mail：stu_liuyy@ujn.edu.cn。

網(wǎng)絡(luò)首發(fā)地址：https：//link.cnki.net/urlid/37.1378.N.20231108.1626.004

氣候變化和人類活動的影響，導(dǎo)致極端天氣時有發(fā)生，洪水災(zāi)害也屢見不鮮。洪水災(zāi)害作為一種自然災(zāi)害，發(fā)生頻率高，造成損失大，嚴(yán)重阻礙社會的發(fā)展，一直是世界各國深受困擾的難題［1］。目前，國內(nèi)外在防洪減災(zāi)非工程措施上進(jìn)行了大量的研究，而洪水演進(jìn)模擬是對防洪保護(hù)區(qū)進(jìn)行洪水風(fēng)險分析的一種有效解決方案［2-4］。

水動力學(xué)模型能夠模擬得到較詳細(xì)的淹沒要素時空分布，包括淹沒范圍、淹沒水深、淹沒流速等，是目前運(yùn)用最廣泛的分析手段［5］。郜國明等［6］基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格模型MIKE 21 FM，模擬黃河濮陽段堤防潰決后洪水演進(jìn)過程，并繪制了最大淹沒水深分布圖。李小天等［7］選取西苕溪干流長潭以下至長興界之間河段作為研究區(qū)域，通過建立一-二維耦合計(jì)算模型，模擬了洪水演進(jìn)。王天澤等［8］以北京市某科學(xué)城為例，分別建立MIKE 11、 MIKE 21模型，利用 MIKE FLOOD模塊進(jìn)行動態(tài)耦合，結(jié)果展示了模型充分的可靠性。

本文中運(yùn)用水動力學(xué)模型，對易發(fā)生洪澇災(zāi)害的燕子河流域進(jìn)行不同洪水重現(xiàn)期下的洪水演進(jìn)數(shù)值模擬，得到研究區(qū)的各項(xiàng)洪水要素，以洪水淹沒圖的形式直觀反映防洪保護(hù)區(qū)的淹沒情況，為當(dāng)?shù)胤篮闇p災(zāi)工作提供科學(xué)依據(jù)，并對中小河流流域洪水風(fēng)險分析及防洪管理具有一定的參考價值。

1? 研究區(qū)概況

燕子河發(fā)源于山東省臨沂市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)（簡稱高新區(qū)）羅西街道澗頭村，流經(jīng)高新區(qū)、羅莊區(qū)、蘭陵縣3個縣（區(qū)），經(jīng)羅西街道、沂堂、神山、磨山、蘆柞、長城6個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），于山東、江蘇省界以南100 m處匯入邳蒼分洪道（樁號0+000）。 燕子河地處魯東南， 屬北暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)， 四季分明， 雨熱同期。 受大陸性和海洋性氣候交替作用的影響， 冬季干冷、雨雪稀少， 春季多風(fēng)、氣候干燥， 夏季濕熱、雨量充沛， 秋季涼爽、降水減少。 燕子河流域多年平均徑流深為281.4 mm；燕子河全長56.8 km， 其中高新區(qū)段17.76 km， 羅莊區(qū)段5.33 km， 蘭陵縣段33.71 km， 總流域面積為271.25 km2。

2? 模型構(gòu)建

構(gòu)建燕子河流域洪水淹沒水動力學(xué)模型。首先，采用MIKE11軟件根據(jù)河道范圍建立一維水動力學(xué)模型；然后根據(jù)燕子河防洪保護(hù)范圍，采用MIKE21

軟件構(gòu)建二維水動力學(xué)模型；最后基于MIKE FLOOD軟件耦合一、二維模型進(jìn)行洪水淹沒數(shù)值分析。

2.1? 一維模型構(gòu)建

在一維模型中，共需建立河網(wǎng)文件（.nwk11）、斷面文件（.xns11）、邊界文件（.bnd11）、模型參數(shù)文件（.hd11）、時間序列文件（.dfso）5個運(yùn)行文件［9-11］。其中，時間序列文件用于邊界文件模塊中，其余4個文件模塊完成后，建立模擬文件模塊，并在模擬文件中選中4個文件模塊，設(shè)置完成后即可進(jìn)行數(shù)值模擬。

2.1.1? 河網(wǎng)文件

建模起點(diǎn)為羅莊區(qū)湖北路橋，終點(diǎn)為入河（邳蒼分洪道）口，河道建模長度為47.488 km。

2.1.2? 斷面文件

斷面數(shù)據(jù)來源于實(shí)測斷面數(shù)據(jù)， 采用實(shí)時動態(tài)（RTK）測量儀垂直河道測量。 共設(shè)置177個斷面， 每個斷面間距為300～400 m， 各支流未進(jìn)行斷面測量， 以點(diǎn)源的方式匯入主河道。

2.1.3? 邊界文件

將洪水重現(xiàn)期為5、10、20、50、100 a設(shè)計(jì)洪水過程作為同頻率下一維水動力模型的上邊界條件；根據(jù)相應(yīng)治理工程設(shè)計(jì)報(bào)告， 選取洪水重現(xiàn)期50 a設(shè)計(jì)水位（36.54 m）作為下邊界條件；支流以點(diǎn)源邊界匯入干流；區(qū)間入流以分布源邊界匯入干流。

2.1.4? 時間序列文件

采用實(shí)測暴雨法推求設(shè)計(jì)雨量，并用山東省綜合瞬時單位線法求得各控制段不同頻率的天然設(shè)計(jì)洪水過程。

2.2? 二維模型構(gòu)建

基于MIKE 21 HD FM模塊構(gòu)建防洪保護(hù)范圍內(nèi)二維非恒定流水動力學(xué)模型，并考慮堤防、鐵路、公路等構(gòu)筑物擋水作用，主要流程包括：導(dǎo)入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；根據(jù)編制范圍以及控制線，如河岸線、阻水道路、導(dǎo)水河渠等，進(jìn)行網(wǎng)格剖分和地形插值；模型參數(shù)設(shè)定、邊界條件設(shè)定等［12-13］。

2.2.1? 模型范圍劃定

以河流源頭為上邊界，入河口為下邊界，河岸線外2 km范圍作為二維模型計(jì)算范圍。

2.2.2 ?網(wǎng)格劃分及地形插值

模型劃分網(wǎng)格個數(shù)為172 483，最大網(wǎng)格面積為0.002 37 km2，網(wǎng)格平均面積為0.000 93 km2。地形插值采用的高程點(diǎn)由1∶100 00數(shù)字高程模型（DEM） 提取，模型高程散點(diǎn)間距為5 m。

2.2.3? 阻水構(gòu)筑物設(shè)置

根據(jù)計(jì)算范圍1∶100 00數(shù)字線畫圖（DLG）數(shù)據(jù)及現(xiàn)場測量道路高程，采用局部網(wǎng)格加密、地形修正的方法對道路進(jìn)行處理。選取了國道 G206、省道 S229、京滬高速等4條高于地面0.5 m的路段作為阻水道路，阻水道路長度共計(jì)46 km。

2.2.4? 邊界條件

二維洪水計(jì)算邊界條件獲取是利用MIKE FLOOD軟件，采用一、二維側(cè)向連接形式，通過耦合計(jì)算得到漫溢流量過程作為二維水動力計(jì)算模型的入流邊界條件。

2.2.5? 參數(shù)設(shè)置

模擬起止時間為2022-08-01T00：00：00—2022-08-15T00：00：00，共計(jì)14 d。主時間步長為10 s。時間積分與空間離散方式采用高階；計(jì)算中將干水深（drying depth）、淹沒深度（flooding depth）、濕水深（wetting depth）分別設(shè)定為0.005、0.05、0.1 m；渦黏系數(shù)Ce根據(jù)Smagorinsky公式計(jì)算，取值為0.28。

2.2.6? 糙率設(shè)置

根據(jù)燕子河防洪保護(hù)區(qū)土地利用情況，對保護(hù)區(qū)內(nèi)主要土地類型，如村莊、耕地、旱田、樹叢、河流、道路等，進(jìn)行糙率賦值并在網(wǎng)格上顯現(xiàn)出來。

2.3? 一、二維模型耦合

為了得到洪水漫溢結(jié)果，選用側(cè)向連接模擬水流從河道漫溢到洪泛區(qū)。在MIKE FLOOD軟件中，將一維河道分別與二維模型河道的左、右岸進(jìn)行耦合［14-15］。

2.4? 參數(shù)率定及模型驗(yàn)證

由于燕子河無長期水位或流量監(jiān)測站點(diǎn)，因此暫時無法進(jìn)行率定。本文中通過與燕子河治理工程設(shè)計(jì)報(bào)告中的水面線成果進(jìn)行比較，從而進(jìn)行合理性分析。以模擬計(jì)算的洪水重現(xiàn)期為10 a的設(shè)計(jì)洪水位為例，在整體趨勢上，一維水動力學(xué)模型成果與《山東省臨沂市羅莊區(qū)（高新區(qū)）燕子河治理工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中的水面線成果相近（見圖1），計(jì)算水面線與設(shè)計(jì)水面線最大相差0.5 m，說明結(jié)果是合理的。

2.5? 模型合理性檢驗(yàn)

2.5.1? 典型方案模擬結(jié)果

燕子河干流規(guī)劃防洪能力大部分為洪水重現(xiàn)期為20 a，因此以干流流域遭遇20 a一遇設(shè)計(jì)洪水為例，闡述研究區(qū)洪水淹沒分析過程。

1）以20 a一遇洪水淹沒過程為例，淹沒范圍主要集中于羅莊區(qū)羅西街道，蘭陵縣神山、磨山鎮(zhèn)，斷面樁號為11+401—14+074、30+282—47+195。

2）20 a一遇洪水淹沒面積為7.59 km2，最大淹沒水深為5.46 m，最大淹沒流速為3.58 m/s，淹沒河段斷面樁號為11+401—14+074。該河段地勢低洼，僅局部地點(diǎn)的淹沒水深達(dá)到了4～5 m，大部分淹沒區(qū)域均為農(nóng)田，且村莊的淹沒水深小于1 m。其中羅莊區(qū)為兒橋村以及蘭陵縣松山東村等幾個村落淹沒風(fēng)險較為嚴(yán)重，但其中81%淹沒面積為耕地。

2.5.2? 漫溢點(diǎn)分析

根據(jù)模型模擬結(jié)果，得到燕子河按洪水重現(xiàn)期20 a設(shè)計(jì)洪水時主要漫溢點(diǎn)有7處，經(jīng)分析洪水漫溢點(diǎn)分布在若干個堤防薄弱位置和支流匯入口附近，如圖2所示，各漫溢點(diǎn)相關(guān)信息見表1。

2.5.3? 合理性分析

2.5.3.1? 模型合理性

原有的設(shè)計(jì)資料基于設(shè)計(jì)斷面，采用天然河道明渠恒定非均勻流的計(jì)算方法逐個斷面推算河道水面線。本文中基于一維水動力學(xué)模型模擬水面線，求解方法采用Abbott-Ionescu隱式差分格式離散法，按照水位、流量、水位的順序交替布置形成計(jì)算網(wǎng)格，因此水面線計(jì)算點(diǎn)更加密集，水面線更加精確，較為符合現(xiàn)實(shí)的洪水水面線。

現(xiàn)有設(shè)計(jì)資料中水面線是基于2012年設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行計(jì)算，一方面設(shè)計(jì)斷面與實(shí)際施工后斷面存在偏差，另一方面近年來斷面發(fā)生了一定的改變。本文中基于近期實(shí)測斷面進(jìn)行水面線計(jì)算，更符合實(shí)際情況。

現(xiàn)有設(shè)計(jì)資料采用《水利動能設(shè)計(jì)手冊：防洪分冊》中公式計(jì)算。本文中采用一維水力學(xué)模型，加入實(shí)測水工建筑物，充分考慮橋梁、攔河壩、漫水橋等水工建筑物不同的阻水和雍水作用，其中橋梁壅水高度范圍為0.03～0.10 m，攔水壩壅水高度范圍0.25～0.40 m。

2.5.3.2? 淹沒頻率合理性

燕子河在2009、2012、2020年進(jìn)行了河道治理， 高新區(qū)東磊石村至澗溝崖村河段治理標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇；樁號33+700—39+058、39+042—45+400之間河段未系統(tǒng)治理，防洪標(biāo)準(zhǔn)不足20 a一遇；其余河段治理標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇。通過模型分析可得，燕子河遭遇10 a一遇設(shè)計(jì)洪水時，個別河段仍會發(fā)生淹沒，經(jīng)分析原因如下：

1）雖然燕子河大部分河段經(jīng)過治理；但目前河道斷面存在一定的淤積，下游河道與設(shè)計(jì)斷面存在一定差距，且部分未系統(tǒng)治理河道堤防薄弱，因此洪水極易從堤防缺口溢出。

2）支流五里河匯入處雖然經(jīng)過治理，但防洪能力較薄弱，當(dāng)有較大支流匯入，容易造成漫灘，淹沒村莊較少。

2.5.3.3? 漫溢點(diǎn)合理性

燕子河漫溢點(diǎn)主要有以下特征：一是河道內(nèi)建有一些阻水較大的橋， 較大洪水時阻水嚴(yán)重， 往往也會成為洪水漫溢風(fēng)險點(diǎn)（例如羅莊區(qū)廟山村，樁號43+897）；二是河道內(nèi)雜草叢生或人為更改河道影響行洪（例如：羅莊區(qū)為兒橋村，樁號37+544；嵐荷高速附近，樁號34+648）；三是部分河道兩側(cè)或一側(cè)無堤防或者堤防不達(dá)標(biāo)，防洪能力弱（例如羅莊區(qū)沂堂社區(qū)，樁號40+697）；四是較大支流匯入， 頂托嚴(yán)重， 加上堤防薄弱（例如支流五里河， 樁號16+696）。 通過現(xiàn)場調(diào)查和歷史洪水調(diào)查， 漫溢點(diǎn)位置和范圍基本合理。

3? 洪水影響分析

3.1? 淹沒要素

根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計(jì)資料，燕子河現(xiàn)狀防洪能力為10～20 a一遇。根據(jù)本次河道洪水演進(jìn)計(jì)算，絕大部分河段滿足10 a一遇防洪能力，在洪水重現(xiàn)期為10、20、50、100 a的洪水過程下均存在一定程度淹沒風(fēng)險。根據(jù)所建立的燕子河洪水淹沒模型，獲得沿程淹沒范圍特征網(wǎng)格洪水淹沒要素過程，對淹沒范圍、水深、流速過程等進(jìn)行提取和分析。

3.1.1? 淹沒范圍分布

燕子河不同洪水重現(xiàn)期洪水淹沒范圍見圖3。

1）燕子河洪水重現(xiàn)期為10 a的洪水淹沒面積為4.09 km2，共有漫溢點(diǎn)7處（左岸4處、右岸3處），淹沒范圍主要集中于羅莊區(qū)羅西街道，蘭陵縣神山、磨山鎮(zhèn)，斷面樁號為11+401—14+074、30+282—47+195，其中羅莊區(qū)為兒橋村、蘭陵縣松山東村、蘭陵縣花莊村等村落是淹沒風(fēng)險較為嚴(yán)重區(qū)域。

2）燕子河洪水重現(xiàn)期為20 a的洪水淹沒面積為7.59 km2，共有漫溢點(diǎn)7處（左岸4處、右岸3處），淹沒范圍主要集中于羅莊區(qū)羅西街道，蘭陵縣神山、磨山鎮(zhèn)，斷面樁號為11+401—14+074、30+282—47+195，其中羅莊區(qū)為兒橋村、東為兒橋村，蘭陵縣松山東村、西莊村、花莊村等村落是淹沒風(fēng)險較為嚴(yán)重區(qū)域。

3）燕子河洪水重現(xiàn)期為50 a的洪水淹沒面積為13.87 km2，共有漫溢點(diǎn)13處（左岸7處、右岸6處）， 淹沒范圍主要集中羅莊區(qū)羅西街道、沂堂鎮(zhèn)，蘭陵縣神山、磨山、蘆柞鎮(zhèn)，斷面樁號為6+386—27+237、30+282—47+195，其中羅莊區(qū)廟山村、為兒橋村，蘭陵縣西莊村、松山東村、東石良村、花莊村、為女橋村等村落是淹沒較為嚴(yán)重區(qū)域。

4）燕子河洪水重現(xiàn)期為100 a的洪水淹沒面積為18.44 km2，共有漫溢點(diǎn)14處（左岸8處、右岸6處），淹沒范圍主要集中在羅莊區(qū)羅西街道、沂堂鎮(zhèn)，蘭陵縣神山、磨山、蘆柞鎮(zhèn)，斷面樁號為6+386—27+237、30+282—47+195，其中羅莊區(qū)廟山村、為兒橋村，蘭陵縣西莊村、老屯村、松山東村、東石良村、花莊村、墩頭村、為女橋村等村落是淹沒較為嚴(yán)重區(qū)域。

5）隨著洪水重現(xiàn)期的延長，洪水最大淹沒面積也相應(yīng)增大。燕子河5、10、20、50、100 a一遇洪水的最大淹沒面積分別為0、4.09、7.59、13.87、18.44 km2。

3.1.2? 淹沒深度分布

燕子河不同洪水重現(xiàn)期洪水淹沒深度見圖4。

1）洪水重現(xiàn)期為10 a的洪水淹沒深度為0.10～4.56 m，平均淹沒深度為0.77 m，羅莊區(qū)為兒橋村，蘭陵縣松山東村、花莊村等村莊的淹沒深度為0.10～2.87 m。

2）洪水重現(xiàn)期為20 a的洪水淹沒深度為0.10～5.46 m，平均淹沒深度為0.93 m，羅莊區(qū)為兒橋村、東為兒橋村，蘭陵縣松山東村、西莊村、花莊村等村莊的淹沒深度為0.10～3.67 m。

3）洪水重現(xiàn)期為50 a的洪水淹沒深度為0.10～6.20 m，平均淹沒深度為1.10 m，羅莊區(qū)廟山村、為兒橋村，蘭陵縣西莊村、松山東村、東石良村、花莊村、為女橋村等村莊的淹沒深度為0.10～3.77 m。

4）洪水重現(xiàn)期為100 a的洪水淹沒深度為0.10～6.49 m，平均淹沒深度為1.13 m，羅莊區(qū)廟山村、為兒橋村，蘭陵縣西莊村、老屯村、松山東村、東石良村、花莊村、墩頭村、為女橋村等村莊的淹沒深度為0.10～3.81 m。

5）隨著洪水重現(xiàn)期延長，最大洪水淹沒深度不斷增加。不同洪水重現(xiàn)期的最大淹沒深度位于溝渠、魚塘等低洼區(qū)域。

3.1.3? 流速分布

燕子河不同洪水重現(xiàn)期洪水淹沒流速見圖5。

1）洪水重現(xiàn)期為10 a的各網(wǎng)格最大洪水流速為3.04 m/s， 最小洪水流速為0.000 1 m/s， 平均洪水流速為0.26 m/s。

2）洪水重現(xiàn)期為20 a的各網(wǎng)格最大洪水流速為3.58 m/s， 最小洪水流速為0.000 8 m/s， 平均洪水流速為0.27 m/s。

3）洪水重現(xiàn)期為50 a的各網(wǎng)格最大洪水流速為3.98 m/s， 最小洪水流速為0.000 2 m/s， 平均洪水流速為0.29 m/s。

4）洪水重現(xiàn)期為100 a的各網(wǎng)格最大洪水流速為4.70 m/s， 最小洪水流速為0.000 1 m/s， 平均洪水流速為0.30 m/s。

5）隨著洪水重現(xiàn)期延長， 最大洪水淹沒流速不斷增大， 其中， 最大流速小于0.5 m/s的面積占比最大， 約占83%～86%；淹沒村落范圍內(nèi)流速均小于1.58 m/s，表明洪水出流到岸上后水流較為平緩，對居民生命財(cái)產(chǎn)的破壞性大大降低。

3.2? 淹沒影響

燕子河河道淹沒均位于堤防薄弱處以及河道無堤防處， 集中在斷面樁號6+386—27+237、30+282—47+195。 在不同洪水重現(xiàn)期時， 占比約84%的淹沒區(qū)域?yàn)楦兀?不同地類淹沒面積統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2， 燕子河流域洪水淹沒受災(zāi)村莊統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

3.3? 現(xiàn)狀防洪能力

在燕子河流域洪水淹沒模擬計(jì)算中，計(jì)算起點(diǎn)至入河口之間的計(jì)算區(qū)域內(nèi)共涉及高新區(qū)羅西街道，羅莊區(qū)沂堂鎮(zhèn)，蘭陵縣神山鎮(zhèn)、磨山鎮(zhèn)、蘆柞鎮(zhèn)、長城鎮(zhèn)6個鎮(zhèn)（街道）、80個行政村，同時計(jì)算區(qū)域內(nèi)還涉及國道G206、京滬高速、省道（S38、S318、S229）等交通要道。根據(jù)燕子河流域 80 個防洪保護(hù)對象成災(zāi)水位對應(yīng)的洪水水面線信息，推求對應(yīng)的洪水頻率，結(jié)合河道防洪能力，綜合確定防洪保護(hù)對象的現(xiàn)狀防洪能力，結(jié)果見表4。需要說明的是，確定防洪能力時基于洪水重現(xiàn)期，偏安全考慮，向下取整數(shù)，例如，重現(xiàn)期為0～5 a時，防洪能力為5 a以下；重現(xiàn)期為5～10 a時，防洪能力為5 a；以此類推。由表可以看出：洪水重現(xiàn)期為5～10 a時受淹村莊為7個，重現(xiàn)期為10～20 a時受淹村莊為1個，重現(xiàn)期為20～50 a時受淹村莊為3個，重現(xiàn)期為50～100 a時受淹村莊為4個；重現(xiàn)期為100 a以上時受淹村莊為65個。

4? 結(jié)論

本文中利用MIKE模型構(gòu)建了燕子河一-二維耦合的淹沒分析模型，對不同洪水重現(xiàn)期的洪水演進(jìn)過程進(jìn)行模擬，得到洪水淹沒范圍、水深、流速等要素，為燕子河流域防洪工作提供參考。本文中得到主要結(jié)論如下：

1）隨著洪水重現(xiàn)期延長，淹沒范圍逐漸增大，洪水重現(xiàn)期為5、10、20、50、100 a時洪水淹沒范圍分別為0、4.09、7.59、13.87、18.44 km2，最大淹沒深度分別為0、4.56、5.46、6.20、6.49 m，洪水最大流速分別為0、3.04、3.58、3.98、4.70 m/s。

2）燕子河岸線2 km范圍內(nèi)80個沿河防洪保護(hù)村莊中防洪能力為5、10、20、50、100 a的村莊個數(shù)分別為7、1、3、4、65。

3）研究區(qū)內(nèi)防洪能力弱的區(qū)域河道有以下幾個特征：一是河道內(nèi)建有一些阻水較大的橋或阻水建筑物遭到破壞有缺口；二是河道內(nèi)雜草叢生或人為改變河道影響行洪；三是河道兩側(cè)或一側(cè)無堤防或堤防年久失修；四是較大支流匯入，頂托嚴(yán)重，造成漫溢。針對防洪能力弱的河段，需盡快落實(shí)堤防加固、清淤清障等一系列措施。

參考文獻(xiàn)：

［1］李娜， 王靜. 山洪災(zāi)害特點(diǎn)分析及風(fēng)險圖制作方法探討［J］. 水利水電技術(shù)， 2011， 42（2）： 57.

［2］熊鴻斌， 周凌燕. 基于 PSR-灰靶模型的巢湖環(huán)湖防洪治理工程生態(tài)環(huán)境影響評價研究［J］. 長江流域資源與環(huán)境， 2018， 27（9）： 1977.

［3］趙華青， 周璐， 趙然杭， 等. 基于MIKE耦合模型的平原區(qū)流域洪澇過程模擬［J］. 中國農(nóng)村水利水電， 2022（7）： 97.

［4］LIN B， WICKS J M， FALCONER R A， et al. Integrating 1D and 2D hydrodynamic models for flood simulation［J］. Proceedings of the Institution of Civil Engineers： Water Management， 2006， 159（1）： 19.

［5］苑希民， 賈帥靜， 田福昌， 等. 洪水風(fēng)險快速分析技術(shù)方法研究進(jìn)展［J］. 水利水電技術(shù)， 2018， 49（7）： 62.

［6］郜國明， 李書霞， 郭曉明， 等. 黃河濮陽段防洪保護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險分析［J］. 人民黃河， 2018， 40（8）： 36.

［7］李小天， 戚藍(lán)， 胡琳琳， 等. 基于MIKE耦合模型的西苕溪洪水演進(jìn)及風(fēng)險分析［J］. 水力發(fā)電， 2019， 45（7）： 24.

［8］王天澤， 王遠(yuǎn)航， 馬帥， 等. 基于MIKE FLOOD耦合模型的洪水淹沒風(fēng)險分析： 以北京市某科學(xué)城為例［J］. 水利水電技術(shù)（中英文）， 2022， 53（7）： 1.

［9］張世鑫， 張靜. 基于MIKE11的多閘壩河道流量演進(jìn)模擬與分析［J］. 人民珠江， 2022， 43（6）： 117.

［10］林源君， 王旭瀅， 包為民， 等. 基于一二維水動力模型的山丘區(qū)小流域洪水模擬與淹沒分析［J］. 水力發(fā)電， 2022， 48（3）： 11.

［11］劉衛(wèi)林， 梁艷紅， 彭友文. 基于MIKE Flood的中小河流潰堤洪水演進(jìn)數(shù)值模擬［J］. 人民長江， 2017， 48（7）： 7.

［12］和宛琳， 王振. 基于 MIKE21模型的河口地區(qū)洪水風(fēng)險分析［J］. 水利技術(shù)監(jiān)督， 2022（7）： 139.

［13］龐中華. MIKE21模型在涉河工程洪水影響評價中的應(yīng)用［J］. 陜西水利， 2022（8）： 49.

［14］LIU Q， QIN Y， ZHANG Y， et al. A coupled 1D-2D hydro-dynamic model for flood simulation in flood detention basin［J］. Natural Hazards， 2015， 75（2）： 1305.

［15］姚斯洋， 劉成林， 魏博文， 等. 基于MikeFlood的組合情景洪水風(fēng)險分析［J］. 南水北調(diào)與水利科技， 2019， 17（1）： 62.

（責(zé)任編輯：于海琴）