河网水动力模型在防洪排涝工程建设中的应用

叶寅

摘要：水利工程一直以来都是我国非常重要的基础工程之一，近几年来，水患的不断发生不仅对流域附近的居民生活造成了很大的负面影响，同时也严重阻碍了我国水利工程的进步和发展。因此很多水利工程施工企业一直在不断地改进和完善流域附近的防洪排涝设施建设。

关键词：河网水动力模型；防洪排涝工程；应用

河网水动力模型在我国很多流域地区的水利工程中都有着非常广泛地应用，并且也都取得了不错的成效，为了可以有效地降低台风和暴雨等自然现象对这些流域附近的人民群众所造成的损害，可以根据当地的实际情况有针对性地选择最适合的水动力模型，以求达到最佳的防洪排涝效果。

一、工程概况

浙江省内的甬江流域多年以来经常会受到暴雨天气或者台风等自然现象的侵袭，对其周围一些城市造成严重的洪涝影响。为了可以有效地提高该流域内的防洪排涝综合水平，当地政府部门展开了一系列地改善措施。其中包括河道整治、水泵站的建设等等。为了更好地检测出这些设施在洪涝灾害发生时所起到的防洪排涝效果是否符合设计人员的预期，可以合理地利用河网水动力模型来进行检测和试验。

二、基本原理

模型从理论上来看，可以按照种类的不同分为单元模型、人工神经模型、河道模型以及混合模型等等。可以根據流域的实际情况选择最合适的模型来有效地提高该流域内防洪排涝的最终效果[1]。以甬江流域为例，该流域主要是由河网以及水域共同构成，其中河网主要是指一些大小支流所组成的网状河道，主要作用为运输水流，而水域则是指一些规模较小的水池、河塘、小溪等等，主要作用为储蓄水资源。

三、模型验证

甬江流域在2013年间曾遭遇过一场特大台风，台风的降雨量最大约为456mm。与此同时，此次台风的降雨非常集中，所持续的时间也突破了历史新高，因此对周围城市居民所造成的损害是非常严重的[2]。根据此次台风的实际情况，对其水动力模型的计算结果进行对比分析，具体数据如表1所示。根据数据显示，利用模型通过计算所得出的数据信息与台风真实情况下所对应的数据信息之间的差异性较小，因此认为可以将此模型广泛地用于甬江流域内其他防洪排涝工程中，以求造福流域附近的居民。

表1 台风检测水位对比分析参数表

四、应用分析

为了可以更加客观全面地对该模型在甬江流域内的实际应用效果进行评价，使用该模型对特大台风在发生时所对应的最高水位以及超警戒的时间进行对比分析，以此来进一步评估该模型在流域内的应用价值。数据分析如表2所示。从该表中我们可以得出以下结论：第一，对于甬江流域内的东南平原以及镇海平原来说，在建设完成相应的防洪排涝设施之后，该流域在发生台风时，其最高水位参数和超警戒的时间都有所下降，东南平原的最高水位平均下降水位约在0.11m-0.14m左右，该区域所对应的超警戒时间也相应地缩短了5h-11h左右，而镇海平原的最高水位则下降了约0.05m-0.06m左右；第二，对于西平原而言，由于该平原内所涉及到的甬江流域的水位堤防建设尚未完全堵塞和封闭，因此在近几年来其洪水量有所增加。即使在完成防洪排涝的工程建设滞后，其最高水位点和超警戒时间也有所增加。其中西平原的最高水位增高约0.02m-0.05m，其相对应的超警戒时间也延长了近1小时；第三，从表内统计的数据信息我们可以得知，甬江流域内使用水动力模型计算出的结果与实际台风来临时对该流域所产生的影响是非常相近的，因此可以合理地运用该模型来有效地帮助当地政府部门完成流域内的防洪排涝检测任务，为周围居民安全稳定的生活奠定良好的基础。

表2 平原代表站点的最高水位及超警戒时间数据分析表

五、结束语

总而言之，水动力模型是水利工程中未来几年内非常重要的发展趋势，为了可以更好地降低水患洪灾对人民群众所造成的伤害和损失，需要借助水动力模型定期对水利工程中的防洪排涝相关工作进行检测，确保流域的安全稳定性。

参考文献：

[1]韩超，梅青，刘曙光等.平原感潮河网水文水动力耦合模型的研究与应用[J].水动力学研究与进展A辑，2014，29（06）：706-712.

[2]顾巍巍，金德钢，张卫国等.河网水动力模型在甬江流域泵站规模确定中的应用[J].中国农村水利水电，2015（10）：119-121.

（作者单位：上海浦河工程设计有限公司）