永定河泛区洪水调度数值模拟

第４８卷第１期　天津大学学报（自然科学与工程技术版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　Ｖ＿ｏ１．４８　Ｎｏ．１　Ｊａｎ．２０１５　２０１５年１月　Ｄ０Ｉ：１Ｏ．１１７８４／ｔｄｘｂｚ２０１３０７０６３　永定河泛区洪水调度数值模拟　李大鸣　，王　笑　，赵明雨　，张建中　，刘思清２，刘江侠　（１．水利工程仿真与安全国家重点实验室（天津大学），天津３０００７２；　２．水利部海河水利委员会科技咨询中心，天津３００１７０）　摘要：提出了具有旁侧出流的河网独立计算的一、二维多口门嵌套衔接模式，建立了一维河道嵌套于平面二维永　定河泛区洪水演进水流数学模型．结合历史调查洪水资料对永定河泛区洪水演进进行了模型验证，二者结果基本吻　合．应用该模型对永定河泛区洪水调度方案进行了模拟，先后模拟了无机场、机场近期建设后和远期建设后３种工　况下的洪水演进过程．分析对比机场建设前后各分洪区洪水位、滞洪量、淹没范围的变化．模拟结果显示，各分洪　口门启用时间稍微提前，机场建设区寺垡辛庄口门启用次序稍有变化，水位的雍高、分洪量的增量、淹没范围的变　化对泛区洪水调度方案影响较小，表明了机场建设的可行性．该研究为淹没区的洪灾损失评估及相应的防洪调度方　案修订提供了必要的参数和依据．　关键词：永定河泛区；洪水演进；一、二维衔接模型；有限体积法　中图分类号：ＴＶ１２２　文献标志码：Ａ　文章编号：０４９３　２１３７（２０１５）０１—００７６．１１　Ｆｌｏｏｄ　Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｄｅｔｅｎｔｉｏｎ　Ｂａｓｉｎｓ　ｏｆ　Ｙｏｎｇｄｉｎｇ　Ｒｉｖｅｒ　Ｌｉ　Ｄａｍｉｎｇ　，Ｗａｎｇ　Ｘｉａｏ　，Ｚｈａｏ　Ｍｉｎｇｙｕ　，Ｚｈａｎｇ　Ｊｉａｎｚｈｏｎｇ　，Ｌｉｕ　Ｓｉｑｉｎｇ　，Ｌｉｕ　Ｊｉａｎｇｘｉａ２　（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄ　Ｓａｌｔｙ（ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），Ｔｉａｎｊｉｎ　３０００７２，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｈａｉｈｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆＷａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００１７０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ａｎｄ　ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｌｉｎｋｕｐ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｍａｎｙ　ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ｅｎｔｒａｎｃｅｓ　ｎｅｓｔｅｄ　ｗａｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒ‘　ｗａｒｄ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｒｉｖｅｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｓｉｄｅ　ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｏｎｅ—　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｒｉｖｅｒ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｗｉｔｈ　ｗｏ—ｄｉｔｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｆｌｏｏｄ　ｒｏｕｔｉｎｇ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｈｉｓｔｏｒｉ－　ｃａｌ　ｆｌｏｏｄ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｄａｔａ，ｍｏｄｅｌ　ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｙｏｎｇｄｉｎｇ　ｒｉｖｅｒ　ｄｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｂａｓｉｎｓ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｂａｓｉｃａｌｌｙ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｈ　ｔｈｅ　ｔｍｅａｓｕｒｅｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｍｏｄｅｌ　ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｔｏｎ　ｏｆ　ｌｏｏｄ　ｄｉｆｓｐａｔｃｈｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｎ　Ｙｏｎｇｄｉｎｇ　ｒｉｖｅｒ　ｄｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｂａｓｉｎｓ，ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｌｏｏｄ　ｒｏｕｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｒｅｅ　ｗｏｒｋ—　ｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈａｔ　ｉｓ，ｗｉｔｈｏｕｔ　ｔｈｅ　ａｉｒｐｏｒｔ，ａｆｔｅｒ　ｒｅｃｅｎｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｌｏｏｄ　ｌｅｖｅｌ，ｄｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｖｏｌｕｍｅ，ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ａｒｅａ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｉｒｐｏａ，ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｅａｃｈ　ｆｌｏｏｄ　ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ｅｎｔｒａｎｃｅ　ｏｐｅｎｓ　ｅａｒｌｉｅｒ，ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｏｐｅｎｉｎｇ　ｏｒｄｅｒ　ｏｆ　Ｓｉｆａｘｉｎｚｈｕａｎｇ　ｖｉｌｌａｇｅ　ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ｅｎｔｒａｎｃｅ　ｃｈａｎｇｅｓ，ａｎｄ　ｔｈａｔ　ｈｉｇｈｅｒ　ｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ，ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｆｌｏｏｄ　ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ａｒｅａｓ　ｈａｖｅ　ｌｉｔｔｌｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｉｒｐｏｒｔ　ｃｏｎ—　ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｌｏｏｄ　ｄａｍａｇｅ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　ｌｆｏｏｄ　ｉｎｕｎｄａｔｉｏｎ　ａｒｅａ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｍｅｎｄｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｂａｓｉｎｓ　ｏｆ　Ｙｏｎｇｄｉｎｇ　ｒｉｖｅｒ；ｆｌｏｏｄ　ｒｏｕｔｉｎｇ；ｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ａｎｄ　ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｌｉｎｋｕｐ　ｍｏｄｅｌ：ｆｉｎｉｔｅ　ｖｏｌｕｍｅ　ｍｅｔｈｏｄ　收稿日期：２０１３．０７．１９；修回日期：２０１３—０９—２２．　基金项目：国家自然科学基金创新研究群体科学基金资助项目（５１３２１０６５）；河北省水利科研计划资助项目（ＨＳ２００７—４３）　作者简介：李大鸣（１９５７一　），男，博士，教授．　通讯作者：李大鸣，ｌｉｄａｍｉｎｇ＠ｔｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．　２０１５年１月　李大鸣等：永定河泛区洪水调度数值模拟　２Ｏ世纪８０年代以来，洪水灾害越来越频繁，受　灾面积和经济损失也越来越严重，洪水演进数值模拟　作为非工程措施的重要组成部分，是模拟和掌握洪水　演进规律的重要方法之一，可为区域洪水风险图制　作、洪水预警预报、寻找最佳调度方案等提供重要依　据［１－２］．　研究洪水在河道、分蓄洪区的演进过程是一项重　要而复杂的工作，一维河道模型能从整体上模拟各河　道断面水力要素（流量、水位等）随时间变化过程，对　于分蓄洪区洪水演进，则需要在平面二维洪水演进模　拟的基础上，掌握分洪区洪水淹没历时、淹没深度、　流场分布等情况，才能制定相应的分洪调度方案．对　于洪水演进数值模拟，国内外很多学者都进行了研　究，如意大利的Ｃａｌｅｆｉｆ等［３］采用二维浅水方程对　Ｔｏｃｅ河的洪水演进进行了模拟；Ｇａｒｃｉａ等【４］建立有限　差分法模型，较好地处理了非线性项的问题；我国梅　亚东等　Ｊ、谢作涛等Ｌ６Ｊ采用Ｐｒｅｉｓｓｍａｎｎ　４点偏心隐格　式建立了一维洪水演进数学模型；谭维炎等［７Ｊ提出了　计算二维浅水运动的一种高性能格式和二阶高性能　算法，对长江中游洞庭湖水流的数值模拟取得了很好　的效果；王船海等［８］将一维、二维模型相结合，采用直　角坐标下非均匀矩形网格的控制体积法模拟流域洪　水；李云等　］采用剖开算子法建立了一、二维洪水演　进嵌套数学模型，应用于淮河临淮岗洪水控制工程；　李大鸣等　０Ｊ采用有限体积法建立了适用于河道、滞　洪区复杂情况的洪水演进一、二维衔接数学模型；杨　芳丽等　ｌＪ采用Ｐｒｅｉｓｓｍａｎｎ　４点偏心隐格式和有限体　积法分别对一、二维河网进行离散，对长江干流螺山．　汉口河段和汉江支流东荆河水系分蓄洪区调度方案　进行了模拟．　河道、滞洪区洪水演进计算的难点在于对洪水运　动的连续过程和多方向洪水遭遇所产生的相互影响　进行研究．笔者针对滞洪区的复杂地形和多个分洪　口门的情况，采用有限体积法建立一维河道嵌套于平　面二维洪水演进模型，把一、二维河道同二维滞洪区　衔接起来，从而可以根据不同的洪水情况，更合理地　选择防洪调度方案，准确、及时地调控滞洪区各口门　的启用，减少洪灾损失．　１数学模型理论　１．１一维河道模型　１．１．１一维非恒定流基本方程　连续方程　警＋　Ｂ　：里　Ｂ　（…　１）　运动方程　＋（ｇＡ一等　＋２　：　譬　Ｏｘ—ｇ。　。丝ＡＣ２Ｒ＋　Ａ　ｇ　（一　２）　式中：ｚ为水深；ｔ为时间坐标；Ｂ为模化宽度；Ｑ为　流量；Ｘ为沿程断面坐标；ｑ为旁侧出流单宽流量；ｇ　为重力加速度；Ａ为计算断面的过水面积；Ｃ为谢才　系数；Ｒ为水力半径．　１．１．２求解方法　采用３点隐式差分格式对式（１）和式（２）进行离　散，这种方法计算简单，并且具有较好的稳定性，水　位、流量位置如图１所示，选择跳点格式安排水位和　流量断面，水位安排在格点断面，流量安排在分点断　面上，用下标　一１，Ｊ—　１Ｊ，　＋　１，，ｊ＋ｌ表示空１９断面　位置．　Ｆｉｇ．１　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ　ａｎｄ　ｆｌｏｗ　ｒａｔｅ　离散方程为　一　十Ｄ１，　＋　巨，一Ｄ２　“＋Ｃ２　＋　川　，　（３）　Ｃｌ，＋　Ｏ２ｊ＝Ｄ２川＝　Ａｔ（　一　＋　Ｃｌ＝１，　＝ｑｎ　１Ａｘ　…Ｉ十一　一　＋　Ａｔ　１（　）＋鸶　，＝一　Ａｔ（　一　）　（　一　）一　＋　ｎ　２　ｃ　一　＋　ｃ　…　ｌ　一　天津大学学报（自然科学与工程技术版）　第４８卷第１期　式中：０为权重系数；△）ｃ为断面间距；Ａｔ为时间　△　Ａｔ　Ｑ　一　ｊ　步长．　通过方程离散，求解非线性偏微分方程式（１）和　式（２），转化为求解差分方程式（３）．假设河道有ｍ个　水位点断面，相应有　一１个流量点断面，依据式（３）　从１到　排列这些方程，并以矩阵形式表示为　＝　＝等＝　ｃ　：＿　瓣　１．　Ｄｌｌ　Ｃｌ１＋　Ｚｌ　巨　Ｄ２　Ｃ２　Ｄ２：　＋｛　Ｃ１　＋｛Ｄ１：Ｃ１ｚ＋｛　Ｚ　Ｅ１　Ｄ２２　Ｃ２２＋　Ｄ２３　Ｑ２　Ｅ２２＋　（４）　Ｄ２　一　Ｄ２　｛　Ｃ１　一　Ｄｌ　ｚｍ　巨　其中　位Ⅳ，在网格周边通道的中点处计算流量Ｑ．在平衡　Ｅｌ１ｂ＝Ｅ１１＋Ｃ１　．计算时，沿控制体每一边的法向通量用该边中点处的　ｌ－－ｍ　１　ｌ一～　，　Ｅ　＝　Ｅ１　～　Ｊ　＋　１Ｑ　ｍ十一　综上所述，演算明渠非恒定流的问题，需要在边　通量作代表，乘以边长即为通量沿该边的积分．中点　界条件或者上下游的约束条件已知的情况下，按照追　的通量可用中心格式（如取相邻两格子形心处通量的　赶方程组先求出各个追赶系数，再将追赶系数代回方　平均）或逆风格式确定．将式（５）改写成矢量形式，按　程组，即可求得各个断面的流量或水位，即方程得解．　照有限体积法，将其在控制体内进行积分，对水位　１．２平面二维洪水演进模型　和流量Ｑ按时间交错方式进行计算（如图３所示），则　１．２．１二维非恒定流基本方程　连续方程　Ｚ　Ｍ　Ｎ　ａｆ　＋　一十　ａｖ　：ｇ　（５）　动量方程　ａ　．ａ（“　）．ａ（　）．　Ｉ　・节点；●通道Ｏ网格　图２水位Ｈ和流量Ｑ的空间布置方式　Ｓｐａｃｅ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｐｌａｎ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ　Ｈ　ａｎｄ　ｆｌｏｗ　＿＋ｇ—　：０　ｏ　Ｏｘ／　ｈ　ｒａｔｅＱ　ａⅣ，Ｏ（ｕＮ）．Ｏ（ｖＮ）．　十　十　＋ｇ　－ｏ　式中：Ｈ为水位；Ｚ＝Ｚｏ＋Ｈ，Ｚｎ为底高程；Ｍ、Ｎ分　别为　、Ｙ方向上的单宽流量，Ｍ＝Ｈｕ，Ｎ＝Ｈｖ；／，／、１，　分别为　、Ｙ方向的平均流速；，ｚ为糙率．　１．２．２求解方法　为了更好地适应永定河泛区的复杂边界，按照有　三　工　三　＋，　＋　空间轴　限体积法思想，采用无结构不规则网格布置方式，如　图３水位日和流量Ｑ的时间交错计算方式　图２所示，单元网格为控制体，在网格中心处计算水　Ｆｉｇ．３　Ｔｉｍｅ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｐｌａｎ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ　Ｈ　ａｎｄ　ｆｌｏｗ　ｒａｔｅＱ　２０１５年１月　李大鸣等：永定河泛区洪水调度数值模拟　门的使用次序产生一定影响．８００　ｍ０／ｓ以下典型洪水　过程中，现状条件下寺垡辛庄口门尚未使用，加人机　场排水后该口门即开始使用，且使用次序提前到南石　口门分洪之前．１　０００　ｍ　／ｓ以上典型洪水过程，寺垡　场近、远期建设完成后各进洪口门相对无机场的分洪　运用情况．由表５可知，机场场区排水造成沥水流量　增加，小洪水时各口门的分洪时间有所提前，大洪水　时茨坪、西孟村、池口和南石口门的分洪时间基本不　受影响．按照洪水过程洪峰与沥水过程洪峰这一峰　峰对应的不利组合考虑，各口门分洪时间提前时间在　２　ｈ以内．　辛庄分洪口门的使用次序在南石口门分洪之后，与现　状工程条件分洪次序一致．　分别就各洪峰流量标准的洪水过程，模拟分析机　表５不同工况下各进洪口门分洪时刻　口门次序　口门名称　重现期工况　８００　ｍ　／ｓ流量过程　无机场　ｌ２１．７２　分洪时　ｍ　１　０００ｍ　／ｓ流量过程　１２０．１Ｏ　２Ｏ年一遇　３２．８６　１００年一遇　２８．１０　ｌ　茨平　近期　远期　无机场　１２１．７２　１２１．７２　３５４．７１　１２０．１０　ｌ２０．１０　３４９．７０　３２．８６　３２＿８６　１２８．７２　２８．１０　２８．１０　５５．８５　２　西孟村　近期　远期　无机场　３５４‘３５　３５４．００　３５４．７１　３５４．３５　３４９．４９　３４９．２６　３４９．７０　３４９．４９　１２８．７２　１２８．７２　１２８．７２　１２８．７２　５５．８５　５５．８５　５５．８５　５５．８５　３　池口　近期　远期　无机场　４　南石　近期　远期　３５４．Ｏ０　３４９．２６　３４９．７０　３４９．４９　３４７．２７　１２８．７２　１２８．７３　１２８．７３　１２８．７３　５５．８５　５５．８６　５５．８６　５５．８６　无机场　５　潘庄子　近期　远期　无机场　３４６．１７　３４６．０６　３４５．９５　３４６．１７　３３９．５０　３３８．８０　３３８．５６　３３９．５ｌ　６　王玛　近期　远期　３４６．Ｏ６　３４５．９６　３３８．８Ｏ　３３８．５７　７　寺垡　无机场　近期　远期　３５５．０７　３５３．８１　３４９．８９　３４９．４２　３４９．０３　３４４．８５　３４４．２８　３４３．３３　３３４．６７　３３４．６５　３３４．７８　辛庄　４．２．２　口门水位雍高　机场建设除了对天堂河口旁的寺垡辛庄口门的　调度有较大影响外，对其他６个口门的中小洪水调度　影响不大．机场建设前后各控制口门流量和河道水　位如表６所示．其中只要茨平、西孟村、池口、南石４　个口门启用实施分洪，在机场近期“４５　ｍ　／ｓ方案”　中，河道水位的雍高仅在０．００１—０．００２　ｍ，分洪增量　在０．１９４～５．７０４　ｍ　／ｓ；在机场远期“１００　１ＴＩ　／ｓ方案”　年一遇设计标准洪水，口门水位分别达到最大雍高　０．０５４　１ＴＩ、０．２９１　ｍ，分洪流量分别增加１２．０９８　ｍ３／ｓ、　２２．７４４　ｍ　／ｓ．　４．２＿３区域内水位雍高　表７给出了不同工况下各分洪区最高水位及最　大雍高．各口门在不同流量下启用，且机场建设前后　启用时间不同，但泛区经历２Ｏ年一遇以上洪水时，　所有口门都已经打开，此后各分洪区域均已启用．相　对于机场建设前，机场近期远期建设后区域内的水位　均有变化．各区域内最高水位均发生在２００年一遇　中，分洪水位的雍高仅在０．００４～０．０３０　ＩＴＩ，分洪增量　在１＿３１６　１１．７５２　ｍ　／ｓ；对于没有达到分洪水位或没　有实施分洪的两个口门——潘庄子口门和王玛口门，　影响的水位高度约０．０２１～０．１１０　ｍ，影响后的最高水　洪水的情况下，最大雍高大部分发生在５０年一遇和　１００年一遇的情况，且远期比近期“４５　ｍ　／ｓ方案”雍　高大１倍多．　位仍然低于１　００年一遇设计洪水位；对于寺垡辛庄分　洪口门，因其处于天堂河口溢流口门附近，使溢流口　门的溢流时间提前，水位加高，溢流分洪量也增　加．中小洪水情况下，口门前水位雍高不大；遇２００　受机场建设影响最大的区域在天堂河口旁高地　上位置，即寺垡辛庄分洪区机场占用后剩余的部分区　域．这里靠近天堂河口，受天堂河人流量和机场排沥　・８６・　天津大学学报（自然科学与工程技术版）　第４８卷第１期　自由漫溢来考虑的．新机场建成后，寺垡辛庄口门下　Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．２００５．３８（１）：６９—７２（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　的分洪区面积将由原来的３５　ｋｍ　压缩到近期　“４５　ｍ３／ｓ方案”约１ｌ　ｋｍ　、远期方案约４ｋｍ　范围　之内．这一区域紧邻机场，关系到机场这一重要防洪　对象的安全，因此，其滞洪作用、功能应该给予明确．　（５）地处下游的西孟村口门的设计进洪水位　［７］谭维炎，胡四一，王银堂，等．长江中游洞庭湖防洪　系统水流模拟（Ｉ）：建模思路和基本算法［Ｊ］．水科学　进展，１９９６，７（４）：３３６．３４４．　Ｔａｎ　Ｗｅｉｙａｎ，Ｈｕ　Ｓｉｙｉ，Ｗａｎｇ　Ｙｉｎｔａｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｆｌｏｗ　ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ－Ｄｏｎｇｔｉｎｇ　Ｌａｋｅ　ｌｆｏｏｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ（Ｉ）：Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｂａ・　（１６．９　１ＴＩ）偏高，中小洪水很难达到分洪水位，而上游　的王玛口门则过早地达到了分洪水位，这种现象将给　ｓｉｃ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｗａｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９６，　７（４）：３３６—３４４（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　实施调度带来一定的困难．为此，建议按新地形图进　［８］王船海，李光炽．流域洪水模拟［Ｊ］．水利学报，　一步调整分洪口门的设计分洪水位，保证上下游、左　１９９６（３）：４４—５Ｏ．　右岸各个口门之间的水位协调．调整水位时，建议重　Ｗａｎｇ　Ｃｈｕａｎｈａｉ，Ｌｉ　Ｇｕａｎｇｃｈｉ．Ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｂａｓｉｎ　点研究王玛、潘庄子、西孟村３处口门的水位．　ｌｆｏｏｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｆｏＨｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９６（３）：　参考文献：　４４—５Ｏ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　［９］李云，范子武，吴时强，等．大型行蓄洪区洪水演　［１］李大鸣，管永宽，李玲玲，等．蓄滞洪区洪水演进数　进数值模拟与三维可视化技术［Ｊ］．水利学报，２００５，　学模型研究及应用［Ｊ］．水利水运工程学报，　３６（１０）：１１５８。１１６４．　２０１１（３）：２７．３５．　Ｌｉ　Ｙｕｎ。Ｆａｎ　Ｚｉｗｕ，Ｗｕ　Ｓｈｉｑｉａｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ＬｉＤａｒｎｉｎｇ，ＧｕａｎＹｏｎｇｋｕａｎ，ＬｉＬｉｎｇｌｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｆｌｏｏｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　３－Ｄ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｆｏｏｄ　ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｒｏｕｔｉｎｇ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｌｆｏｏｄ　ｄｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｂａｓｉｎ［Ｊ］．　ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ　ｄｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｂａｓｉｎｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｈｙｄｒｏ—Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．２０１１（３）：２７—３５（ｉｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，３６（１０）：１　１５８—１　１６４（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　［１Ｏ］李大鸣，林毅，徐亚男，等．河道、滞洪区洪水演　［２］李大鸣，林毅，周志华．蓄滞洪区洪水演进一、二　进数学模型［ＪＪ．天津大学学报，２００９，４２（１）：４７．５５．　维数值仿真及其在洼淀联合调度中的应用［Ｊ］．中国工　Ｌｉ　Ｄａｍｉｎｇ，Ｌｉｎ　Ｙｉ，Ｘｕ　Ｙａ’ｎａｎ，ｅｔ　ａ１．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　程科学，２０１０，１２（３）：８２．８９．　ｒｎｏｄｅｌ　ｏｆ　ｆｌｏｏｄ　ｐｒｏｐａｇｍｉｏｎ　ｏｆ　ｉｒｖｅｒｓ　ａｎｄ　ｆｌｏｏｄ　ｄｅｎｔｍｉｏｎ　Ｌｉ　Ｄａｒｎｉｎｇ，Ｌｉｎ　Ｙｉ，Ｚｈｏｕ　Ｚｈｉｈｕａ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　１　Ｄ　ａｎｄ　ｂａｓｉｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ．Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００９，４２（１）：　２Ｄ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｆｏｏｄ　ｒｏｕｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａ—　４７—５５（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ—ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｄｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｂａｓｉｎ［Ｊ］．Ｅｎｇｉ—　［１１］杨芳丽，张小峰，张艳霞．一维河网嵌套二维洪水演　ｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１０，１２（３）：８２—８９（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　进数学模型应用研究［Ｊ］．人民长江，２０１ｌ，４２（１）：　［３］Ｃａｌｅｆｉｆ　Ｖ，Ｖａｌｉａｎｉ　Ａ，Ｚａｎｎｉ　Ａ．Ｆｉｎｉｔｅ　ｖｏｌｕｍｅ　ｍｅｔｈｏｄ　５９．６２．　ｏｆｒ　ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ　ｅｘｔｒｅｍｅ　ｆｌｏｏｄ　ｅｖｅｎｔｓ　ｉｎ　ｎａｔｕｒａｌ　ｃｈａｒｔ－　Ｙａｎｇ　Ｆａｎｇｌｉ，Ｚｈａｎｇ　Ｘｉａｏｆｅｎｇ，Ｚｈａｎｇ　Ｙａｎｘｉａ．Ａｐｐｌｉｃａ—　ｎｅｌｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００３，　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｌ－Ｄ　ｒｉｖｅｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｕｐｌｅｄ　４１（２）：１６７。１７７．　ｗｉｔｈ　２－Ｄ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｆｌｏｏｄ　ｒｏｕｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ，　［４］　Ｇａｒｃｉａ　Ｒ，Ｋａｈａｗｉｔａ　Ｒ　Ａ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｔ．　２０１１，４２（１）：５９．６２（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　Ｖｅｎａｎｔ　ｅｑｕａｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＭａｃＣｏｒｍａｅｋ　ｆｉｎｉｔｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　［１２］虞邦义，倪晋，杨兴菊，等．淮河干流浮山至洪泽　ｓｃｈｅｍｅ［Ｊ］．／ｎｔ　Ｊ　Ｎｕｍｅｒ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　Ｆｌｕｉｄｓ，１９８６（６）：　湖出口段水动力数学模型研究［Ｊ］．水利水电技术，　５０７．５２７．　２０１１．４２（８）：３８．４２．　［５］梅亚东，冯尚友．蓄滞洪区洪水演进模拟［Ｊ］．水利学　Ｙｕ　Ｂａｎｇｙｉ，Ｎｉ　Ｊｉｎ，Ｙａｎｇ　Ｘｉｎｇｊｕ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　报，１９９６（２）：６３　６７．　ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｍａｉｎ　ｓｔｒｅａｍ　ｏｆ　Ｍｅｉ　Ｙａｄｏｎｇ，Ｆｅｎｇ　Ｓｈａｎｇｙｏｕ．Ｆｌｏｏｄ　ｒｏｕｔｉｎｇ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｈｕａｉｈｅ　Ｒｉｖｅｒ　ｆｒｏｍ　Ｆｕｓｈａｎ　ｔｏ　ｏｕｔｌｅｔ　ｏｆ　Ｈｏｎｇｚｅ　Ｌａｋｅ［Ｊ］．　ｆｏｒ　ｓｔｏｒａｇｅ　ａｎｄ　ｄｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｂａｓｉｎｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｆｏＨｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１　１，　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９６（２）：６３．６７（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　４２（８）：３８．４２（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　［６］谢作涛，张小峰，谈广鸣，等．一维洪水演进数学模　［１３］钱宁，万兆惠．泥沙运动力学［Ｍ］．北京：科学出　型研究及应用［Ｊ］．武汉大学学报：工学版，２００５，　版社，２００３．　３８（１）：６９—７２．　Ｑｉａｎ　Ｎｉｎｇ，Ｗａｎ　Ｚｈａｏｈｕｉ：Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｏｆ　Ｓｅｄｉｍｅｎｔ　Ｘｉｅ　Ｚｕｏｔａｏ，Ｚｈａｎｇ　Ｘｉａｏｆｅｎｇ，Ｔａｎ　Ｇｕａｎｇｍｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ［Ｍｊ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｐｒｅｓｓ，２００３（ｉｎ　Ｃｈｉ一　Ｓｔｕｄｙ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ’ｏｎｅ—　：　ｉｎｅｓｅ）：　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｆｌｏｏｄ—ｒｏｕｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｉ　　，｝｝　　’　（责任编辑：樊素英）