泗河水面线计算方法探析

巩富烨，张 涛

（1.武城县水利局，山东 武城 253300；2.山东省水利勘测设计院，山东 济南 250014）

1 河道基本情况

河道水位是反映洪水流量的直接表征因素，水位过高将导致洪水漫溢或溃堤等风险事件发生，不同的水面线计算方法存在一定差异[1，2]。以泗河为例，采用非恒定流法计算河道水面线，通过场次洪水进行模型验证；并与传统的恒定流法进行对比分析。

泗河属沂沭泗水系，发源于新泰市太平顶山西，流经泗水、曲阜、兖州、邹城、微山，于任城区辛闸村入南阳湖。泗河全长159 km，流域面积2 357 km2。上游有大、中型水库 5 座，小（一）水库23 座，小（二）型水库 178 座，塘坝 758 座；共有支流30 余条，流域面积100 km2以上的5 条。泗河属于山丘河道，河道弯曲多变，洪涝灾害发生频繁，洪水漫溢决口事件风险较大。

2 泗河水面线计算

2.1 基于非恒定流的一维水动力计算模型

河道水面线采用MIKE11 模型按非恒定流水力法计算[3，4]。该模型基于圣维南方程求解，其连续方程按照质量守恒原理，运动方程按照动量守恒原理，计算公式分别为：

式中：A 为河道过水面积；Q 为流量；u 为侧向流在河道方向的流速；t 为时间；x 为沿水流方向的水平坐标；q 为河道的侧向流量；α 为动量修正系数；g 为重力加速度；y 为水位；Sf为摩阻坡降。

闸坝过水建筑物、主要阻水道路采用堰流公式[2]计算：

式中：m 为考虑侧向收缩的流量系数；σ 为淹没系数；B 为堰顶宽度；H 为包括行近流速的堰前水头。

2.2 边界条件

1）起始水位。按防洪不利情况考虑，河道的湖口起始水位按照南四湖相应工况下的设计水位确定。……