閆芳階，李桂森，陳立峰，朱靜儒

（山東省淮河流域水利管理局規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250100）

蓄滯洪區(qū)是指包括分洪口在內(nèi)的河堤背水面以外臨時(shí)儲(chǔ)存洪水的低洼地區(qū)及湖泊等。作為防洪體系中的重要組成部分，我國(guó)的蓄滯洪區(qū)既是蓄滯洪水的場(chǎng)所，也是當(dāng)?shù)鼐用裆婧桶l(fā)展的區(qū)域。因此，區(qū)內(nèi)居民必然要承受洪水淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)蓄滯洪區(qū)進(jìn)行洪水風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算是完成安全建設(shè)工作的基礎(chǔ)。本文結(jié)合最新的《全國(guó)蓄滯洪區(qū)建設(shè)與管理規(guī)劃》及各大流域蓄滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算案例，選擇了實(shí)際應(yīng)用較為普遍的經(jīng)驗(yàn)公式法及一種較新的數(shù)值計(jì)算法，綜合分析兩種方法的計(jì)算結(jié)果,得出蓄滯洪區(qū)的淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)度，并進(jìn)一步提出安全建設(shè)方案。

南四湖湖東滯洪區(qū)位于南四湖湖東堤?hào)|側(cè)，是由水利部淮河水利委員會(huì)提出的新建滯洪區(qū)（以下簡(jiǎn)稱湖東滯洪區(qū)），共分3段，包括泗河～青山（滯洪面積148.535 km2）、界河～城郭河（滯洪面積 73.45 km2）和新薛河～郗山（滯洪面積36.41 km2）三片，滯洪總面積258.40 km2，滯洪容積3.852億m3。湖東滯洪區(qū)安全建設(shè)任務(wù)重大，不同區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)度差別能夠?yàn)橐?guī)劃安全建設(shè)方案提供重要依據(jù)。

1 蓄滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算

蓄滯洪區(qū)的洪水淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)即特定某一局部區(qū)域遭到淹沒(méi)的可能或發(fā)生這種事件的概率。影響淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)度的各種原因，稱之為風(fēng)險(xiǎn)因子。

1.1 洪水風(fēng)險(xiǎn)因子

1）運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)（Ty），可用運(yùn)用重現(xiàn)期表示。湖東滯洪區(qū)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

2）啟用幾率（Tq），可用啟用重現(xiàn)期表示。湖東滯洪區(qū)遇50年一遇以上洪水時(shí)開(kāi)始啟用。

3）淹沒(méi)水深（H），即運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)情況下設(shè)計(jì)蓄水位與地面高程之差。湖東滯洪區(qū)的泗河～青山、界河～城郭河兩段設(shè)計(jì)蓄水位為36.99 m，新薛河～郗山段設(shè)計(jì)蓄水位為36.49 m，該區(qū)域地面高程在31.50～36.79 m，可知湖東滯洪區(qū)淹沒(méi)水深變化范圍為0～5 m。

4）淹沒(méi)歷時(shí)（t），指從地面上水位達(dá)到最大淹沒(méi)水深，再通過(guò)退水而露出地面全過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間。在風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算中淹沒(méi)歷時(shí)被用于修正風(fēng)險(xiǎn)度，修正系數(shù)（φ）通過(guò)歷時(shí)來(lái)確定。

根據(jù)黃河洪水特性、湖東滯洪區(qū)分滯洪運(yùn)用以及退水條件，估算不同淹沒(méi)水深的淹沒(méi)歷時(shí)，見(jiàn)表1。

表1 湖東滯洪區(qū)淹沒(méi)水深及其對(duì)應(yīng)淹沒(méi)歷時(shí)

1.2 經(jīng)驗(yàn)公式法

淹沒(méi)水深、淹沒(méi)歷時(shí)與運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)是蓄滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算中最重要的洪水風(fēng)險(xiǎn)因子，由這3個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子所確定的經(jīng)驗(yàn)公式為：

式中：R為風(fēng)險(xiǎn)度；H為淹沒(méi)水深，m；Ty為運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，a；φ 為淹沒(méi)歷時(shí)修正系數(shù)，取 1.0～1.3。

據(jù)此確定蓄滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為：R≥1.5為重度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，0.5≤R＜1.5為中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，R＜0.5為輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

根據(jù)該公式計(jì)算得湖東滯洪區(qū)不同淹沒(méi)水深下的洪水風(fēng)險(xiǎn)度，見(jiàn)表2。根據(jù)洪水風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可知，湖東滯洪區(qū)內(nèi)淹沒(méi)水深小于2 m的為輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，水深大于2 m的為中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

表2 湖東滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)度（Ⅰ）

1.3 數(shù)值計(jì)算法

洪水淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)度數(shù)值計(jì)算方法就是以運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)（運(yùn)用重現(xiàn)期）、啟用幾率（啟用重現(xiàn)期）、淹沒(méi)水深和淹沒(méi)歷時(shí)4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子為自變量，建立了淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)度與自變量的函數(shù)關(guān)系，該方法計(jì)算步驟如下：

1）基本風(fēng)險(xiǎn)度（Rj）的計(jì)算。淹沒(méi)水深、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和啟用幾率3個(gè)關(guān)鍵因素決定了基本風(fēng)險(xiǎn)度的大小?；撅L(fēng)險(xiǎn)度公式為：

以上 4個(gè)公式中：C1、C2、C3為 3個(gè)不同的系數(shù)，分別為 1/100、1/20和 1/10；H 為淹沒(méi)水深，m； Ty為運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，a；Tq為啟用重現(xiàn)期，a。

據(jù)此計(jì)算出湖東滯洪區(qū)不同淹沒(méi)水深下的基本風(fēng)險(xiǎn)度，見(jiàn)表3。

表3 湖東滯洪區(qū)基本風(fēng)險(xiǎn)度

2）風(fēng)險(xiǎn)度（R）的計(jì)算。以淹沒(méi)歷時(shí)為依據(jù)對(duì)基本風(fēng)險(xiǎn)度進(jìn)行修正，即可得到風(fēng)險(xiǎn)度R。R與Rj的關(guān)系式為：

式中：φ 為修正系數(shù)；t為淹沒(méi)歷時(shí)，d；a、b、c 為常數(shù)，分別為1/8 000、1/80和69/80。

風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為：R＞6.0為重度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，3.0＜R≤6.0為中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，R≤3.0為輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。根據(jù)表1中的淹沒(méi)歷時(shí)，按上式求得修正系數(shù)φ，并計(jì)算出湖東滯洪區(qū)的洪水風(fēng)險(xiǎn)度，見(jiàn)表4。由風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可知，湖東滯洪區(qū)內(nèi)H＜2 m的為輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，2 m＜H＜4 m的為中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，H＞4 m的為重度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

表4 湖東滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)度（Ⅱ）

1.4 結(jié)果與討論

通過(guò)運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式法和數(shù)值計(jì)算法2種方法對(duì)湖東滯洪區(qū)的洪水風(fēng)險(xiǎn)度進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果基本一致。但在H＞4 m時(shí)，用經(jīng)驗(yàn)公式法所得評(píng)判結(jié)果為中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，而用數(shù)值計(jì)算法所得結(jié)果為重度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。從效益最優(yōu)原則的角度出發(fā)，結(jié)合湖東滯洪區(qū)的實(shí)際情況，將H＞4 m的區(qū)域歸為中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 湖東滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

2 洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

根據(jù)表5進(jìn)行湖東滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃，見(jiàn)表6。泗河～青山、界河～城郭河段滯洪區(qū)，高程在34.99～36.99 m之間的區(qū)域?yàn)檩p度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，高程低于34.99 m的區(qū)域?yàn)橹卸蕊L(fēng)險(xiǎn)區(qū)；新薛河～郗山段滯洪區(qū)，高程在34.49～36.49 m之間的區(qū)域?yàn)檩p度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，高程低于34.49 m的區(qū)域?yàn)橹卸蕊L(fēng)險(xiǎn)區(qū)。由表6可知，湖東滯洪區(qū)存在洪水風(fēng)險(xiǎn)，以輕度風(fēng)險(xiǎn)為主，輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積為167.06 km2，人口為7.21萬(wàn)，滯洪面積占總滯洪區(qū)面積的64.6%。

表6 湖東滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)分析

3 安全建設(shè)方案

湖東滯洪區(qū)安全建設(shè)應(yīng)依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，制定符合滯洪區(qū)實(shí)際情況，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活造成損害最小的建設(shè)模式。確定湖東滯洪區(qū)安全建設(shè)采取區(qū)內(nèi)安置和臨時(shí)撤退兩種方式。

3.1 區(qū)內(nèi)安置

區(qū)內(nèi)安置主要采取建設(shè)避洪樓和安全臺(tái)方式。

避洪樓主要針對(duì)鄒城市麻風(fēng)病院，因麻風(fēng)病具有傳染性，滯洪區(qū)運(yùn)用時(shí)病人不宜轉(zhuǎn)移，因此應(yīng)就地建設(shè)鄒城市麻風(fēng)病院避洪樓，總面積96 m2，規(guī)劃2015年可安置32人。

安全臺(tái)的建設(shè)主要針對(duì)滿口村 （界河～城郭河）和新挑河村（包括九孔橋村，泗河至青山）。滿口村現(xiàn)狀人口5 826人，村莊靠近湖區(qū)，存在較大風(fēng)險(xiǎn)。依據(jù)滿口村緊靠湖東大堤的地理位置，擬建工程所在區(qū)域可與湖內(nèi)現(xiàn)有莊臺(tái)連為一體。新挑河村（包括九孔橋村）現(xiàn)狀人口2 825人，位于白馬河、泗河的最下游，緊靠湖東大堤，撤離困難，擬在新挑河村與九孔橋村之間修建莊臺(tái)1處。莊臺(tái)總面積447 300 m2，至2015年規(guī)劃安置8 899人。

3.2 臨時(shí)撤退

湖東滯洪區(qū)內(nèi)大部分村鎮(zhèn)采取臨時(shí)撤退轉(zhuǎn)移方式避洪，撤退轉(zhuǎn)移設(shè)施主要包括撤退道路和撤退橋涵。為便于當(dāng)?shù)鼐用裱杆佟踩爻冯x至安置地點(diǎn)，將滯洪區(qū)內(nèi)撤退道路主要布置在人口相對(duì)密集區(qū)域，并充分利用濟(jì)微路、G104國(guó)道、備戰(zhàn)路等現(xiàn)有交通道路。滯洪區(qū)撤退干、支道路共133條，全長(zhǎng)251.45 km；橋梁82座，涵洞172座；撤退人口27.89萬(wàn)，至2015年規(guī)劃人口28.75萬(wàn)。

3.3 通訊預(yù)警系統(tǒng)

滯洪區(qū)內(nèi)通訊預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)覆蓋區(qū)內(nèi)工程管理、防汛重點(diǎn)單位及社會(huì)相關(guān)部門(mén)。在每個(gè)村、鎮(zhèn)配備警報(bào)器和擴(kuò)音器的同時(shí)，做到村級(jí)有無(wú)線接入電話，鄉(xiāng)級(jí)擁有車(chē)載臺(tái)，并為每個(gè)縣建設(shè)無(wú)線電基地臺(tái)。

4 結(jié) 語(yǔ)

湖東滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果將滯洪區(qū)劃分為輕度和中度2個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，面積分別為167.06 km2和91.42 km2，分別占滯洪總面積的64.6%和35.4%。區(qū)內(nèi)安全建設(shè)主要采取區(qū)內(nèi)安置和臨時(shí)撤退兩種方式，通過(guò)修建莊臺(tái)、避洪樓、撤退道路和撤退橋涵等一系列設(shè)施，保證輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)內(nèi)居民在蓄滯洪水時(shí)能夠及時(shí)撤離，中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)內(nèi)居民撤離或就近轉(zhuǎn)移到安全地帶。區(qū)內(nèi)安全建設(shè)針對(duì)性強(qiáng)，方案合理。