江-湖-蓄滯洪區(qū)聚合調(diào)洪演算模型研究與應(yīng)用

摘要：為提高納入蓄滯洪區(qū)的河道洪水模擬精度和效率，更大限度發(fā)揮蓄滯洪區(qū)的綜合利用效益，建立了以大湖模型為基礎(chǔ)的江-湖-蓄滯洪區(qū)聚合調(diào)洪演算模型，提出考慮蓄滯洪區(qū)運(yùn)用影響的洪水模擬方案。以鄱陽(yáng)湖區(qū)2020年實(shí)際來(lái)水作為邊界條件，以2020年7月1日為起始時(shí)刻開(kāi)展單退圩堤啟用與否工況下的洪水實(shí)時(shí)調(diào)度模擬。模擬結(jié)果表明：構(gòu)建的江-湖-蓄滯洪區(qū)聚合調(diào)洪演算模型可以合理快速地模擬蓄滯洪區(qū)啟用時(shí)的鄱陽(yáng)湖水位變化過(guò)程。鄱陽(yáng)湖區(qū)單退圩堤啟用分洪效果顯著，能夠降低湖區(qū)水位0.2～0.3 m，模擬結(jié)果與實(shí)際過(guò)程相近，如不分洪，湖口站最高水位將超過(guò)保證水位。研究成果可為蓄滯洪區(qū)調(diào)度和水旱災(zāi)害防御提供更精確的水文信息支持。

關(guān) 鍵 詞：蓄滯洪區(qū)； 單退圩堤； 調(diào)洪演算； 大湖演算模型； 鄱陽(yáng)湖

中圖法分類號(hào)： TV873

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.09.008

0 引 言

蓄滯洪區(qū)在保障流域和區(qū)域防洪安全方面發(fā)揮了重要作用，但是在長(zhǎng)江中下游兩湖地區(qū)（洞庭湖、鄱陽(yáng)湖），河湖關(guān)系復(fù)雜、水流紊亂，大型水體調(diào)hRXvnI3hTlIi6/ZEGe90bSqAkqJNQUoqAI4syzs9tec=蓄作用明顯，基于水動(dòng)力學(xué)的模型方法很難獲得較為理想的應(yīng)用效果，不利于蓄滯洪區(qū)洪水過(guò)程的模擬計(jì)算［1-4］。

基于水文學(xué)的大湖演算模型［5-6］，最早是由長(zhǎng)江流域規(guī)劃辦公室（現(xiàn)長(zhǎng)江水利委員會(huì)）在生產(chǎn)工作中提出的，具有原理簡(jiǎn)單、構(gòu)建便捷、計(jì)算效率高、計(jì)算結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn)，多年來(lái)一直作為水文部門洪水作業(yè)預(yù)報(bào)的關(guān)鍵模型。近年來(lái)，已有較多學(xué)者開(kāi)展了模型構(gòu)建以及應(yīng)用的相關(guān)研究。如2003年，張有興等［7］梳理與分析了《長(zhǎng)江流域綜合規(guī)劃》中長(zhǎng)江中下游洪水模擬方法，指出了大湖演算模型在應(yīng)用方面的不足之處，即對(duì)不同類型的洪水，大湖演算模型需選用不同的水位流量關(guān)系線才能反映實(shí)際洪水情況，增加了規(guī)劃工作難度，也降低了規(guī)劃工作的科學(xué)性，為此研究提出了考慮起漲水位影響的大湖演算改進(jìn)模型，并選取螺山、漢口、湖口站作為研究對(duì)象開(kāi)展模型應(yīng)用試驗(yàn)，取得了較好的模擬效果。2004年，顧慶福等［8］利用大湖演算模型開(kāi)展三峽工程對(duì)洞庭湖典型洪水的防洪作用分析，根據(jù)三峽工程建成后對(duì)荊江和城陵磯地區(qū)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)度方式，對(duì)1996、1998、1999年洞庭湖區(qū)3種不同來(lái)水組合的典型洪水進(jìn)行了分析計(jì)算，得到結(jié)論：三峽工程不同的實(shí)時(shí)調(diào)度方案，其作用相差大，且對(duì)于不同的來(lái)水組合類型的洪水，不同的調(diào)度方式其作用大小不一。2011年，鄒冰玉等［6］開(kāi)展了大湖演算模型在螺山站單值化后的適應(yīng)性分析，通過(guò)對(duì)螺山站單值化后流量報(bào)汛資料的分析，針對(duì)影響模型的出流量因素提出校正措施，對(duì)模型演算工作曲線查算方法進(jìn)行了完善。2021年萬(wàn)鳳鳴等［9］開(kāi)展了長(zhǎng)江中下游防洪調(diào)度中改進(jìn)大湖演算模型應(yīng)用研究，采用1981～2020年長(zhǎng)江中下游主要斷面洪水期（5～9月）的實(shí)測(cè)水位流量資料，按河道、洪水、泥沙等演變狀態(tài)，對(duì)長(zhǎng)江宜昌—沙市、沙市—城陵磯、城陵磯—漢口、漢口—湖口江段，用改進(jìn)大湖演算模型進(jìn)行洪水演進(jìn)及分洪計(jì)算，并與1983、1996、1998、1999、2001年和2002年的實(shí)測(cè)資料進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)算，取得了較高的模擬精度。然而隨著極端天氣事件增多（洪、枯水）、水利工程的運(yùn)用、報(bào)汛方式改革等，給大湖演算模型的應(yīng)用帶來(lái)挑戰(zhàn)，尤其是對(duì)于超標(biāo)準(zhǔn)洪水，涉及蓄滯洪區(qū)（含洲灘民垸等蓄滯洪工程）啟用，大湖模型缺乏相應(yīng)處理辦法［10-12］。

針對(duì)以上問(wèn)題，本次研究實(shí)時(shí)計(jì)算分析蓄滯洪區(qū)運(yùn)用對(duì)干流水位的影響，對(duì)大湖演算模型進(jìn)行優(yōu)化改造，融合湖容曲線概念，構(gòu)建了江-湖-蓄滯洪區(qū)聚合調(diào)洪演算模型，以期為蓄滯洪區(qū)調(diào)度和水旱災(zāi)害防御提供更精確的水文信息支持。

1 江-湖-蓄滯洪區(qū)聚合調(diào)洪演算模型

江-湖-蓄滯洪區(qū)洪水模擬模型是一個(gè)以大湖演算模型為基礎(chǔ)，考慮蓄滯洪區(qū)運(yùn)用影響進(jìn)行洪水調(diào)算的模型。模型結(jié)構(gòu)由入湖流量計(jì)算、槽蓄曲線融合、蓄滯洪區(qū)進(jìn)洪模擬、調(diào)洪演算4部分組成（圖1）。

模型的計(jì)算分4個(gè)階段：

（1） 未達(dá)到啟用標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)湖區(qū)水位未達(dá)到啟用蓄滯洪區(qū)標(biāo)準(zhǔn)前，為傳統(tǒng)的大湖演算模型范疇，即通過(guò)入湖流量、湖容曲線、出湖曲線進(jìn)行水位調(diào)算。

（2） 達(dá)到啟用標(biāo)準(zhǔn)，蓄滯洪區(qū)進(jìn)洪。

湖區(qū)水位達(dá)到啟用標(biāo)準(zhǔn)后，若開(kāi)啟蓄滯洪區(qū)，則蓄滯洪區(qū)開(kāi)始進(jìn)洪，此時(shí)蓄滯洪區(qū)的影響主要體現(xiàn)在對(duì)入湖流量的減少上，即原入湖流量扣減掉蓄滯洪區(qū)進(jìn)洪流量，作為新的入湖流量，再通過(guò)湖容曲線和出流曲線進(jìn)行調(diào)洪。

（3） 達(dá)到啟用標(biāo)準(zhǔn)，蓄滯洪區(qū)調(diào)洪。

湖區(qū)水位達(dá)到啟用標(biāo)準(zhǔn)后，若開(kāi)啟蓄滯洪區(qū)，則蓄滯洪區(qū)開(kāi)始進(jìn)洪，水位上漲，與河道水位齊平時(shí)，不再扣減入湖流量，而是通過(guò)融合湖容曲線來(lái)反映蓄滯洪區(qū)對(duì)模型的影響，即將蓄滯洪區(qū)的容積與大湖容積曲線融合再聯(lián)合入湖流量和出湖曲線進(jìn)行調(diào)洪。

（4） 退水階段。

隨著洪水發(fā)展，入湖流量減少，出湖流量增加，湖區(qū)水位處于退水階段時(shí)，在水位高于蓄滯洪區(qū)口門高程時(shí)，采用融合湖容曲線進(jìn)行調(diào)洪；當(dāng)湖區(qū)水位低于蓄滯洪區(qū)口門高程時(shí)，蓄滯洪區(qū)與湖區(qū)出現(xiàn)物理隔離，恢復(fù)傳統(tǒng)大湖演算模型進(jìn)行調(diào)洪。

1.1 大湖演算模型

大湖演算模型是長(zhǎng)江流域兩湖地區(qū)常用的洪水預(yù)報(bào)模型。其原理是將槽蓄能力大的河道看作天然湖泊，河道的槽蓄曲線當(dāng)作湖泊的容積曲線，河道控制斷面的水位流量關(guān)系線當(dāng)作湖泊的出流（泄流）曲線，并基于水量平衡方程進(jìn)行調(diào)洪演算。

在進(jìn)行大湖調(diào)洪演算時(shí)，當(dāng)入流大于出流，水位上升，當(dāng)入流小于出流，水位下降。因此，將入、出流及蓄水量的變化組成湖泊水量平衡關(guān)系，作為調(diào)洪演算的基礎(chǔ)。

設(shè)時(shí)段開(kāi)始時(shí)刻為t1，終止時(shí)刻為t2，則時(shí)段內(nèi)的水量平衡方程式為

I1+I22Δt-Q1+Q22Δt=V2-V1（1）

式中：I1、I2分別為時(shí)段始末入流量，m3/s；Q1、Q2分別為時(shí)段始末出流量，m3/s；V1、V2分別為時(shí)段始末江湖蓄水量，m3；Δt為時(shí)段長(zhǎng)，s。

將上式改寫為

I—+V1Δt-Q12=V2Δt+Q22（2）

因此，可根據(jù)容蓄曲線和水位流量關(guān)系曲線繪制Z～VΔt-Q2和Z～VΔt+Q2關(guān)系曲線，Z為水位，據(jù)此進(jìn)行調(diào)洪演算。根據(jù)Z1查得VΔt-Q2，加平均入流量I—得V2Δt+Q22，查得Z2，再以Z2為Z1，重復(fù)上述步驟，求得下時(shí)段水位，依次類推，即可得到大湖出口斷面的水位過(guò)程。

1.2 江-湖-蓄滯洪區(qū)洪水模擬模型

為了實(shí)時(shí)計(jì)算分析蓄滯洪區(qū)運(yùn)用對(duì)干流水位的影響，對(duì)大湖演算模型進(jìn)行優(yōu)化改造，建立考慮蓄滯洪區(qū)運(yùn)用影響的大湖演算實(shí)時(shí)調(diào)度模型。

1.2.1 入湖流量過(guò)程方程

大湖演算模型的入湖流量（輸入）為上游來(lái)水疊加區(qū)間來(lái)水，一般采用馬斯京根河道演算法（或合成流量法）與降雨徑流模型結(jié)合求得，記為Q入（原）；運(yùn)用的蓄滯洪區(qū)進(jìn)洪流量主要采用經(jīng)驗(yàn)公式（寬頂堰公式，見(jiàn)蓄滯洪區(qū)進(jìn)洪方程）推求，記為q蓄，則納入蓄滯洪區(qū)的大湖演算模型的入湖流量（記為Q入（新））計(jì)算公式為

Q入（新）=Q入（原）-ni=1q蓄，i（3）

式中：q蓄，i為第i個(gè)蓄滯洪區(qū)的進(jìn)洪流量，依據(jù)啟用時(shí)間并演算至干流河道控制斷面；n為所啟用的蓄滯洪區(qū)總數(shù)。

1.2.2 槽蓄曲線融合方程

大湖演算模型的槽蓄曲線記為（Hi，Vi（原）），蓄滯洪區(qū)的容積曲線記為（Hi，vi（蓄）），納入蓄滯洪區(qū)的大湖演算模型的槽蓄曲線記為（Hi，Vi（新）），則Vi（新）的計(jì)算如公式（4）所示，槽蓄曲線融合示意圖如圖2所示。

Vi（新）=Vi（原）+nj=1vi（蓄），j（4）

式中：i為第i個(gè)江段，vi（蓄），j為第j個(gè)蓄滯洪區(qū)水位Hi對(duì)應(yīng)的容積。

1.2.3 蓄滯洪區(qū)進(jìn)洪方程

蓄滯洪區(qū)影響干流水位的因素包括蓄滯洪區(qū)相對(duì)位置、進(jìn)洪過(guò)程及蓄滯洪區(qū)啟用時(shí)間，其中進(jìn)洪過(guò)程直接影響干流瞬時(shí)水位及蓄滯洪區(qū)分洪效果。在分洪模擬計(jì)算時(shí)，其影響因素包括分洪口門形態(tài)（口門初始寬度）、河道內(nèi)外水位及水位差、蓄滯洪區(qū)有效容積等［13］。

依據(jù)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制技術(shù)細(xì)則，采用側(cè)堰（寬頂堰）公式開(kāi)展分洪流量過(guò)程的計(jì)算。其計(jì)算原理如下：當(dāng)潰口高程底于堤外周圍區(qū)域高程時(shí)，影響潰口分洪流量形態(tài)，易形成淹沒(méi)出流；當(dāng)潰口底高程高于周圍地面時(shí)，潰決洪水能向周邊區(qū)域順利下泄，進(jìn)洪過(guò)程流態(tài)gbv4vzwlmxWR5koMJBz8/aLW/s9VowFuTfzf+KslAWk=基本為自由出流［14-15］。本文采用側(cè)堰公式計(jì)算進(jìn)洪過(guò)程，公式為

Qb=mσB 2g（Z-Zb）32（5）

式中：m為自由溢流的流量系數(shù)，σ為淹沒(méi)系數(shù)，m與σ的確定參照水力學(xué)計(jì)算手冊(cè)或參考書；Qb為決口處出流，m3/s；Z為決口處河道水位，m;Zb 為潰口頂部高程，m；B為潰口寬度，m。

現(xiàn)狀條件下，常采用主動(dòng)破口的形式進(jìn)行分洪，模型提供是否啟用接口，控制蓄滯洪區(qū)啟用狀態(tài)，但潰口的發(fā)展仍然有一定不確定性，考慮潰口一定程度會(huì)受進(jìn)洪水流沖刷影響，形成橫向展寬和縱向沖刷，在實(shí)際破口過(guò)程中，由于潰口寬度通常在數(shù)百米，縱向沖刷相比于橫向展寬的影響十分有限，因此潰口著重考慮橫向展寬。

河道內(nèi)外水位差直接決定潰口處的流速（勢(shì)能轉(zhuǎn)為動(dòng)能），而流速的大小直接影響潰口口門擴(kuò)寬變化，根據(jù)長(zhǎng)江、漢江等堤防分洪潰口的實(shí)際資料，分析研究得出堤防潰口內(nèi)外江平均水位差（ΔZ）和最大水位差（ΔZmax）分別與口門平均擴(kuò)寬率（Rb）的關(guān)系，如公式（6）所示。分蓄洪區(qū)入流效果示意如圖3所示。

R—b=

1.44ΔZ—-0.867ΔZ—≥0.6

1.97ΔZmax-3.68ΔZmax ≥1.87

（6）

式中：Rb為口門平均擴(kuò)寬率，m/h；Z為水位，m。

基于上述公式，考慮分洪歷時(shí)t，則當(dāng)滿足潰口展寬最大水位差和平均水位差條件下，口門累積展寬為

ΔB=R—b×t（7）

同時(shí)，累積進(jìn)洪量可通過(guò)時(shí)段進(jìn)洪量累加得到，計(jì)算公式為

S=Ni=1Qb，i×Δt（8）

式中：S為分洪入堤防保護(hù)區(qū)內(nèi)的水量，m3；Δt為分洪時(shí)段；N為分洪時(shí)段數(shù)。

2 實(shí)證研究

2.1 研究區(qū)概況

鄱陽(yáng)湖是中國(guó)最大的淡水湖，位于長(zhǎng)江中游南岸、江西省北部，承納贛、 撫、信、饒、修等五河來(lái)水，經(jīng)調(diào)蓄后由湖口注入長(zhǎng)江，是一個(gè)季節(jié)性、吞吐型、過(guò)水型的湖泊，湖面豐枯變化非常大，“高水是湖，低水為河”為其基本特點(diǎn)。

鄱陽(yáng)湖區(qū)圩堤數(shù)量眾多，是鄱陽(yáng)湖區(qū)工程防洪體系的基礎(chǔ)和主體，肩負(fù)著保護(hù)湖區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全的防洪任務(wù)。根據(jù)《鄱陽(yáng)湖區(qū)綜合治理規(guī)劃》［16］，保護(hù)耕地面積5萬(wàn)畝以上、保護(hù)縣城或圩內(nèi)有機(jī)場(chǎng)、鐵路等重要設(shè)施的圩堤為重點(diǎn)圩堤，其他圩堤為一般圩堤?，F(xiàn)階段納入《鄱陽(yáng)湖區(qū)綜合治理規(guī)劃》的保護(hù)耕地面積200 km2以上的圩堤共155座，堤線總長(zhǎng)2 460 km，保護(hù)耕地3 907 hm2，保護(hù)人口694萬(wàn)人，其中重點(diǎn)圩堤46座、一般圩堤109座。此外，鄱陽(yáng)湖區(qū)設(shè)有康山、珠湖、黃湖、方洲斜塘4處國(guó)家級(jí)蓄滯洪區(qū)，可蓄滯洪水26.84億m3?？瞪叫顪閰^(qū)規(guī)劃為重要蓄滯洪區(qū)，珠湖、黃湖、方洲斜塘為一般蓄滯洪區(qū)。

本次研究數(shù)據(jù)來(lái)源于長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局，其降雨和水位流量觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)段長(zhǎng)均統(tǒng)一處理為1 h。

2.2 模擬方案

考慮鄱陽(yáng)湖流域主要水利工程、水文控制節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建鄱陽(yáng)湖江-湖-蓄滯洪區(qū)聚合調(diào)洪演算模型，如圖4所示。鑒于單退圩數(shù)量眾多，本模型按照耕地面積分為萬(wàn)畝以下和萬(wàn)畝以上2組，打捆使用。

模型輸入為湖口以上入流，包括區(qū)間來(lái)量（漢口至湖口區(qū)間、鄱陽(yáng)湖區(qū)間）、鄱陽(yáng)湖五河合成流量（外洲、李家渡、梅港、渡峰坑、虎山、萬(wàn)家埠、柘林）、漢口流量，輸出為湖口站水位。其入流計(jì)算式為

It=Q漢口，t+Q五河，t-1+Q漢湖區(qū)間，t+Q鄱陽(yáng)湖區(qū)間，t（9）

式中：Q漢口，t=Q螺山，t-1+Q沙洋，t-1；Q五河，t-1=（Q外洲，t-1+Q李家渡，t-1+Q梅港，t-1+Q虎山，t-1+Q渡峰坑，t-1+Q柘林，t-1+Q萬(wàn)家埠，t-1）；Q漢湖區(qū)間，t為漢口至湖口區(qū)間流量；Q鄱陽(yáng)湖區(qū)間，t為鄱陽(yáng)湖區(qū)間流量。

2.2.1 區(qū)間降雨徑流方案

漢口—湖口區(qū)間面積為34 460 km2，鄱陽(yáng)湖區(qū)間面積為24 768 km2 ，以蓄滿產(chǎn)流法編制產(chǎn)流方案。區(qū)間徑流計(jì)算是以小區(qū)的產(chǎn)匯流參數(shù)，分析其地區(qū)規(guī)律，最后擴(kuò)大到整個(gè)區(qū)間。

漢口—湖口區(qū)間、鄱陽(yáng)湖區(qū)間產(chǎn)匯流計(jì)算要素參見(jiàn)表1，降雨徑流相關(guān)圖以及區(qū)間匯流單位線參見(jiàn)圖5～6，其中漢口—湖口區(qū)間的降雨徑流相關(guān)圖即為圖5，鄱陽(yáng)湖區(qū)間的降雨徑流相關(guān)圖在圖5的基礎(chǔ)上各節(jié)點(diǎn)乘1.10。

區(qū)間產(chǎn)匯流方案均引自《長(zhǎng)江流域預(yù)報(bào)方案》（2016年），方案精度在乙級(jí)以上，在此不多贅述。

2.2.2 水位流量關(guān)系

用九江、湖口的合成流量來(lái)代替八里江流量與湖口站水位建立相關(guān)關(guān)系。根據(jù)特征河長(zhǎng)原理，取合成流量24 h后的湖口站水位，即Zi+τ～Qt。當(dāng)湖口站出現(xiàn)逆流時(shí)，湖口站水位受長(zhǎng)江頂托而抬高，相關(guān)線偏于左端，這時(shí)的流量應(yīng)用九江與湖口的流量差代替。點(diǎn)繪實(shí)測(cè)水位流量，進(jìn)行單值化處理，最終確定8條水位流量關(guān)系簇線（圖7）。

2.3 典型洪水

以2020年鄱陽(yáng)湖流域超歷史大洪水［17-18］為例，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目煽啃浴?020年7月上旬，贛北贛中連續(xù)發(fā)生兩次強(qiáng)降雨過(guò)程，全省降雨量為多年同期均值的4倍，列歷史第1位，強(qiáng)降雨導(dǎo)致“五河”及鄱陽(yáng)湖一周內(nèi)接連發(fā)生12次編號(hào)洪水，受“五河”及長(zhǎng)江來(lái)水共同影響，鄱陽(yáng)湖區(qū)水位快速上漲，星子站7月5日01：00開(kāi)始超警戒，12日23：00出現(xiàn)洪峰水位22.63 m（超警戒3.63 m，超歷史0.11 m），超警戒歷時(shí)58 d；出口控制站湖口站7月6日02：00漲至警戒水位19.50 m，12日19：00出現(xiàn)洪峰水位22.49 m（距保證水位僅0.01 m，居有實(shí)測(cè)記錄以來(lái)第2位），超警戒歷時(shí)41 d。

為減輕鄱陽(yáng)湖區(qū)防洪壓力，江西省及時(shí)啟動(dòng)鄱陽(yáng)湖區(qū)185座單退圩堤（洲灘民垸）開(kāi)閘清堰、分蓄洪水，實(shí)行退田還湖工程22 a來(lái)首次全部進(jìn)洪。

2.4 結(jié)果分析

基于洪水模擬方案，以鄱陽(yáng)湖區(qū)2020年實(shí)際來(lái)水作為邊界條件，從2020年7月1日開(kāi)始模擬，根據(jù)《長(zhǎng)江洪水調(diào)度方案》［19-20］，當(dāng)湖口站水位達(dá)到20.50 m時(shí)，啟用江西省萬(wàn)畝以下受湖洪控制的單退；當(dāng)湖口站水位達(dá)到21.68 m時(shí)，啟用江西省萬(wàn)畝以上受湖洪控制的單退，如預(yù)報(bào)湖口站水位繼續(xù)上漲，首先運(yùn)用鄱陽(yáng)湖區(qū)的康山蓄滯洪區(qū)，相機(jī)運(yùn)用珠湖、黃湖、方洲斜塘蓄滯洪區(qū)蓄納洪水。模擬結(jié)果見(jiàn)圖8和表2。

由圖8和表2可知，不啟用兩組單退圩，洪峰水位將在22.80 m左右，超保證水位0.30 m；僅啟用單退圩，洪峰水位將在22.68 m左右，超保證水位0.18 m；啟用萬(wàn)畝以上和萬(wàn)畝以下兩組單退圩，模擬洪峰為22.48 m，較實(shí)況偏低0.01 m，但峰現(xiàn)時(shí)間較實(shí)況偏晚25 h。鄱陽(yáng)湖區(qū)單退圩堤啟用分洪效果顯著，降低湖區(qū)水位0.2～0.3 m，如不分洪，湖口站最高水位將超過(guò)保證水位22.50 m。本文模擬結(jié)果與之相近，但峰現(xiàn)時(shí)間偏晚，這可能與本文單退圩是打捆一次性使用，而實(shí)際單退圩在達(dá)到啟用標(biāo)準(zhǔn)之前已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)用有關(guān)。在實(shí)際作業(yè)預(yù)報(bào)中，可將單退圩解捆接入模型，結(jié)合實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整單退圩的啟動(dòng)狀態(tài)（次序和時(shí)間等）以提升預(yù)報(bào)精度。

3 結(jié) 論

本文以大湖演算模型為基礎(chǔ)，通過(guò)改進(jìn)入湖流量過(guò)程方程、新增槽蓄曲線融合方程和蓄滯洪區(qū)進(jìn)洪方程等途徑優(yōu)化江-湖-蓄滯洪區(qū)洪水模擬方法，形成江-湖-蓄滯洪區(qū)聚合調(diào)洪演算模型，以支撐蓄滯洪區(qū)運(yùn)用對(duì)干流水位影響分析及其進(jìn)洪過(guò)程模擬。選取鄱陽(yáng)湖區(qū)為研究對(duì)象，建立江-湖-蓄滯洪區(qū)聚合調(diào)洪演算模型，并以鄱陽(yáng)湖區(qū)2020年實(shí)際來(lái)水作為邊界條件，實(shí)時(shí)調(diào)度模擬從2020年7月1日開(kāi)始進(jìn)行單退圩堤啟用與否工況下的洪水演進(jìn)過(guò)程。模擬結(jié)果表明，該模型能夠快速、合理地模擬蓄滯洪區(qū)啟用時(shí)的鄱陽(yáng)湖水位變化過(guò)程，鄱陽(yáng)湖區(qū)單退圩堤啟用分洪效果顯著，能夠降低湖區(qū)水位0.2～0.3 m，模擬結(jié)果與實(shí)際過(guò)程相近；如不分洪，湖口站最高水位將超過(guò)保證水位。該模型有效地提高了納入蓄滯洪區(qū)的河道洪水模擬精度和效率，可為蓄滯洪區(qū)調(diào)度和水旱災(zāi)害防御提供精確的水文信息支持。

為提高納入分蓄洪區(qū)的河道洪水模擬精度和效率，本文提出江-湖-蓄滯洪區(qū)聚合調(diào)洪演算模型，建立了考慮蓄滯洪區(qū)運(yùn)用影響的洪水模擬方案，以鄱陽(yáng)湖區(qū)2020年實(shí)際來(lái)水作為邊界條件，從2020年7月1日開(kāi)始進(jìn)行單退圩堤啟用與否工況下的大湖演算實(shí)時(shí)調(diào)度模擬。模擬結(jié)果表明：提出的模型可以合理快速地模擬分蓄洪區(qū)啟用時(shí)的鄱陽(yáng)湖水位變化過(guò)程，為分蓄洪區(qū)調(diào)度和水旱災(zāi)害防御提供更精確的水文信息支持。鄱陽(yáng)湖區(qū)單退圩堤啟用分洪效果顯著，能夠降低湖區(qū)水位0.20～0.30 m，模擬結(jié)果與實(shí)際過(guò)程相近，如不分洪，湖口站最高水位將超過(guò)保證水位22.50 m。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 仲志余.對(duì)洞庭湖區(qū)綜合規(guī)劃的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)［J］.人民長(zhǎng)江，2007，38（1）：1-2，13，149.

［2］ 劉心愿，朱勇輝，姚仕明，等.湖泊分蓄洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制探討：以湖北武湖、漲渡湖為例［J］.人民長(zhǎng)江，2017，48（14）：9-11，22.

［3］ HANAZAKI R，YAMAZAKI D，YOSHIMURA K.Development of a reservoir flood control scheme for Global Flood Models［J］.Journal of Advances in Modeling Earth Systems，2022，14（3）：e2021MS002944.

［4］ DEB S，LAROCHE A M.Floodplain mapping of Nashwaak River，Canada：an assessment based on high-resolution hydraulic simulation［J］.Journal of Shipping and Ocean Engineering，2022（1）：1-11.

［5］ 周楊，陳棟，韓瀟，等.調(diào)洪演算模型分析洪澤湖退圩還湖實(shí)施前后影響［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2020（7）：65-69.

［6］ 鄒冰玉，李世強(qiáng).大湖演算模型在螺山站單值化后的適應(yīng)性分析［J］.水文，2011，31（增1）：140-142，147.

［7］ 張有興，劉曉群，盧翔.長(zhǎng)江中下游洪水模擬研究［J］.湖南水利水電，2003（5）：17-19.

［8］ 顧慶福，王建家.三峽工程對(duì)洞庭湖典型洪水的防洪作用分析［J］.人民長(zhǎng)江，2004，35（2）：9-10，18-51.

［9］ 萬(wàn)鳳鳴，龍立華.長(zhǎng)江中下游防洪調(diào)度中改進(jìn)大湖演算模型應(yīng)用研究［J］.湖北第二師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2021，38（8）：48-52，74.

［10］馬強(qiáng)，劉佳明，盧程偉.2020年鄱陽(yáng)湖區(qū)單退圩堤運(yùn)用效果分析及湖區(qū)防洪治理思考［J］.水利水電快報(bào)，2021，42（1）：39-42，72.

［11］徐德龍，熊明，張晶.鄱陽(yáng)湖水文特性分析［J］.人民長(zhǎng)江，2001，32（2）：21-22.

［12］程海云.2020年長(zhǎng)江洪水監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警［J］.人民長(zhǎng)江，2020，51（12）：71-75.

［13］LIN Q，LIN B，ZHANG D，et al.Web-based prototype system for flood simulation and forecasting based on the HEC-HMS model［J］.Environmental Modelling & Software，2022，158：105541.

［14］陳瑜彬，張濤，牛文靜，等.數(shù)字孿生三峽庫(kù)區(qū)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.人民長(zhǎng)江，2023，54（8）：19-24.

［15］QUICHIMBO-MIGUITAMA P.Influence of low-impact development in flood control：a case study of the Febres Cordero Stormwater System of Guayaquil（Ecuador）［J］.Sustainability，2022，14（12）：1-18.

［16］游中瓊，余啟輝，徐照明.鄱陽(yáng)湖區(qū)綜合治理規(guī)劃［C］∥中國(guó)水利學(xué)會(huì)2013學(xué)術(shù)年會(huì)論文集—S2湖泊治理開(kāi)發(fā)與保護(hù)，2013.

［17］江西省水文監(jiān)測(cè)中心.江西省2020年雨水情總結(jié)［R］.南昌：江西省水文監(jiān)測(cè)中心，2011.

［18］雷聲.2020年鄱陽(yáng)湖洪水回顧與思考［J］.水資源保護(hù)，2021，37（6）：7-12.

［19］黃艷.長(zhǎng)江流域水工程聯(lián)合調(diào)度方案的實(shí)踐與思考：2020年防洪調(diào)度［J］.人民長(zhǎng)江，2020，51（12）：116-128，134.

［20］胡向陽(yáng).長(zhǎng)江流域水工程聯(lián)合調(diào)度實(shí)踐與思考［J］.人民長(zhǎng)江，2023，54（1）：75-79.

（編輯：謝玲嫻）

Construction and application of river-lake-flood detention basin aggregation flood routing model

CHEN Yubin1，2，3，ZHANG Tao1，2，3，TONG Bingxing1，2，3，XU Yinshan1，2，3

（1.Bureau of Hydrology，Changjiang Water Resources Commission，Wuhan 430010，China； 2.Intelligent Changjiang Innovation Team of Changjiang Water Resources Commission，Wuhan 430010，China； 3.Center of Technology Innovation for Intelligent Water Simulation，F(xiàn)orecasting and Operation of the River Basin，Changjiang Water Resources Commission，Wuhan 430010，China）

Abstract：

To improve the accuracy and efficiency of flood simulation within flood detention basin and maximize its benefits，a river-lake-flood detention basin aggregation flood routing model was proposed based on the Great Lake Model.On this basis，a flood simulation scheme that considers the application of flood detention basins has been established.Taking the actual water inflow in the Poyang Lake area in 2020 as the boundary condition，and taking 1st July 2020 as starting time point，the real-time scheduling simulation of the flood was carried out under the influence of whether or not applying the farming polders.The simulation results show that the proposed model can reasonably and quickly simulate the water level change process over Poyang Lake when the flood detention basin has been applied.After the farming polders are applied，the effect of flood falling is remarkable，with the highest water level in the lake area being reduced by 0.2～0.3 m.Without flood diversion，the highest water level at Hukou Station would exceed the guaranteed water level.The study can provide more accurate hydrological information to support flood detention area scheduling and drought-flood disaster defense.

Key words：

flood detention basin； farming polder area； flood routing； Great Lake Model； Poyang Lake