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《黃河水利職業技術學院學報》2017年第1期

摘要：根據黃河下游現狀工程及地形條件，把黃河下游防洪保護區劃分為9個片區，分析了黃河洪水與保護區洪水遭遇情況，在此基礎上確定了黃河下游洪水風險分析采用的洪水來源及量級；利用二維水動力學模型，分析了不同保護區洪水淹沒范圍；根據保護區社會經濟情況，利用ArcGIS平臺，分析了各保護區潰口后影響人口、淹沒耕地面積等指標；提出了黃河下游潰口后的應急對策與措施。

關鍵詞：黃河下游；保護區；洪水風險；防洪

一、基本概況

黃河下游河床高懸，以“地上懸河”之稱聞名于世。人民治黃以來，經過70年堅持不懈的努力，黃河下游建成了由三門峽、小浪底、陸渾、故縣、河口村水庫，兩岸1371km黃河大堤，東平湖及北金堤滯洪區組成的“上攔下排、兩岸分滯”的防洪工程體系，防洪標準達到近1000年一遇。對于陶城鋪以上河段，按照花園口發生洪峰流量達22000m3/s（近1000年一遇）的洪水標準設防。對于陶城鋪以下河段，當花園口發生30年一遇至1000年一遇洪水時，經過水庫調蓄、滯洪區分洪等工程的綜合作用，艾山以下河段洪峰流量均控制在11000m3/s，并以此作為該河段的設防流量。黃河下游防洪保護區涉及河南、河北、山東、安徽及江蘇5個省份的110個縣，南岸涉及淮河流域、沂沭泗流域及小清河流域，北岸涉及漳衛新河、馬頰河、徒駭河等流域。隨著黃河治理開發的不斷推進以及黃河下游防洪保護區經濟社會的發展，尤其是保護區內公路、鐵路、河流堤防等工程的不斷建設，黃河下游防洪形勢、保護區內社會經濟及構筑物分布發生了巨大變化。為了滿足新形勢下黃河治理開發的需要，開展黃河下游防洪保護區洪水風險分析工作十分必要。根據黃河下游河道特征及防洪保護區地形特點，在進行防洪保護區劃分時左岸分為沁河口至封丘河段、封丘至臺前河段、臺前至津浦鐵路橋河段、津浦鐵路橋至河口河段防洪保護區4個片區；右岸分為鄭州至開封河段、開封至蘭考河段、蘭考至東明河段、東明至東平湖河段、濟南至河口河段防洪保護區5個片區。

二、洪水風險分析

1.洪水來源及量級確定

黃河下游防洪保護區洪水來源包括黃河洪水和保護區內河流洪水，其中左岸防洪保護區包括漳衛新河、馬頰河、徒駭河等；右岸防洪保護區包括淮河及其支流沙潁河、渦河、澮河、沱河，南四湖水系及京杭運河，小清河等河流。根據歷史洪水遭遇情況分析，黃河干流大洪水與保護區內大洪水不遭遇。由于目前黃河下游防洪標準近1000年一遇，因此在進行洪水分析時，黃河洪水選擇設防標準洪水。陶城鋪以上區間左岸的沁河口至封丘河段、封丘至臺前河段及右岸的鄭州至開封河段、開封至蘭考河段、蘭考至東明河段、東明至東平湖河段6個河段，防洪保護區黃河洪水量級摘要：根據黃河下游現狀工程及地形條件，把黃河下游防洪保護區劃分為9個片區，分析了黃河洪水與保護區洪水遭遇情況，在此基礎上確定了黃河下游洪水風險分析采用的洪水來源及量級；利用二維水動力學模型，分析了不同保護區洪水淹沒范圍；根據保護區社會經濟情況，利用ArcGIS平臺，分析了各保護區潰口后影響人口、淹沒耕地面積等指標；提出了黃河下游潰口后的應急對策與措施。關鍵詞：黃河下游；保護區；洪水風險；防洪選擇花園口洪峰達22000m3/s洪水量級，其余河段選擇艾山站發生洪峰達11000m3/s對應的1000年一遇洪水量級。考慮到黃河下游大洪水與防洪保護區內河流大洪水不遭遇，在黃河干流洪水量級選擇設防標準量級洪水時，不考慮保護區內小洪水的影響，即洪水分析主要考慮黃河干流洪水。

2.口門選擇及潰口時機確定

陶城鋪以上河段，潰口時機選擇洪峰前一天；陶城鋪以下河段，潰口時機選擇口門處大河流量超10000m3/s。口門的位置對防洪保護區淹沒有直接的影響，根據潰口后的淹沒影響、歷史潰口位置、堤防工程地質條件、河勢變化情況等因素，經綜合分析確定各保護區口門位置。

3.洪水演進模型構建思路

洪水演進采用二維水動力學方法，并選擇MIKE模型進行洪水分析計算。陸地初始邊界為干邊界，河湖初始邊界按照“黃河洪水不填洼，保護區內洪水不出槽”，不考慮保護區內支流水下地形，其基流水面按固結表面考慮，黃河洪水在其表面流動。模型進口邊界條件為潰口口門處的分流過程，根據各個保護區的地貌特征及河流水系分布情況確定出口邊界條件如下：左岸4片防洪保護區出口邊界條件為渤海灣多年平均潮位；右岸鄭州至開封河段、開封至蘭考河段防洪保護區出口邊界條件為洪澤湖出口水位流量關系，蘭考至東明河段、東明至東平湖河段防洪保護區出口邊界條件為駱馬湖出口水位流量關系，濟南至河口河段防洪保護區出口邊界條件為渤海灣多年平均潮位。由于各保護區面積大，保護區內公路、鐵路、橋梁、涵洞等構筑物眾多，在進行模型構建時，對構筑物進行了概化處理，總體上保證概化后構筑物的過流能力保持不變。

4.洪水影響分析

根據洪水分析結果，利用ArcGIS平臺，對洪水淹沒影響進行了分析。經分析，黃河下游防洪保護區總面積約11.98萬km2，涉及河南、河北、安徽、山東及江蘇5省29個地級市110個縣的1.30億人口，耕地1.39億畝（1畝=1/15hm2，下同），2013年經濟水平下保護區內GDP為3.5萬億元。

三、潰口事件應急對策

口門以上采取“裹、攔、導、分、堵”等措施，即裹護口門兩端堤防，延緩口門展寬；利用中游水庫攔蓄洪水，減小進入下游的洪水流量；通過修筑挑水壩及開挖引河等措施，緩和口門流勢；利用滯洪區及口門以上引黃閘分流洪水，減少進入保護區的洪量；根據水情，適時復堵口門，減少洪災損失。口門以下保護區采取“轉、排、圍”等措施，即根據洪水到達時間及淹沒水深，適時轉移人口及財產，減少淹沒損失；開啟保護區河道沿線涵閘，保證河道行洪通暢，利用保護區河道及時排泄洪水，減少淹沒范圍及淹沒歷時；利用有利地形地物圍村擋水，減少淹沒損失。

四、結語

黃河安危事關大局，黃河下游堤防一旦潰口，淹沒范圍大，影響人口多，經濟損失嚴重。潰口后，水沙齊下造成淹沒區嚴重沙化，同時也造成河流、渠道的淤塞，對生態環境產生不利影響。因此，除采取一切必要措施，確保黃河下游防洪工程質量，科學開展防洪調度外，還應根據洪水風險分析成果和洪水風險圖，針對下游堤防可能潰決的極端事件，謀劃更為精細的應急方案，保證生命安全，減輕洪水災害的影響和損失。

作者：陳衛賓1;郭曉明2;羅求實1;崔振華1 單位：1.黃河勘測規劃設計有限公司，2.黃河水利科學研究院