基于基于GIS和数值模拟技术的北京市清河沙子营蓄滞洪区洪涝风险分析

作者:陆玉广;刘发;邸苏闯;潘兴瑶;周星;方坤;郑琪 刊名:北京水务 上传者:王国高

【摘要】蓄滞洪区的启用对保障流域行洪安全、维护社会经济发展和人民生命财产安全具有重要的意义;但也会给蓄滞洪区内带来淹没风险;开展精细化的洪涝风险分析;对洪水科学调度具有重要意义;以北京市清河沙子营滞洪区为例;采用GIS技术和数值模拟技术;分析不同暴雨洪水下滞洪区节制闸限泄后淹没范围、蓄洪总量等;明晰现状条件下的行洪排涝隐患;为管理调度提供依据;研究结果表明:蓄洪区的水位由26m增加至29m时;淹没范围由54.9万m^2增加至167.4万m^2;库容由49万m^3增加至396万m^3;高风险区包括主槽与左岸河滩地;具体涵盖两河舫、网球场、后沙峪公园、垂钓园、沙子桥下滨河道路及火沙路等地;建议采用完善防汛预案、开展湿地公园建设等措施降低淹没风险;

全文阅读

在河道中下游修建蓄滞洪区,通过拦蓄超额洪水、削减洪峰,最大程度地减轻洪水灾害损失,是保障中下游地区人民生命及财产安全的重要举措,也是江河流域防洪减灾体系的重要组成部分[1]。蓄滞洪区既要承担蓄滞超额洪水的防洪任务,又是区内居民赖以生存和发展的基地,因此蓄滞洪区的科学启用对保障流域行洪安全、保障当地社会经济发展和人民生命财产安全具有重要的意义。北京市规划建设70处蓄滞洪区,蓄滞洪区总面积为263 km2,蓄滞洪水总量为2.40亿m3,目前已实现12处[2]。但是目前北京市在蓄滞洪区建设和管理中还存着以下问题:(1)部分蓄滞洪被占用,未按照规划实现,如万泉庄和南旱河蓄滞洪区;(2)部分蓄滞洪虽已建成,但是内部隐患众多,不具备启用条件,如南海子、坝河口蓄滞洪区等;(3)缺少统一的蓄滞洪区管理办法,存在着交叉管理和漏管的风险;(4)管理单位和区内人民群众的风险意识有待提升,20世纪60年代中期以来,北京地区进入平枯水期,蓄滞洪区启用频率低,防大洪的意识还有待加强;因此,科学开展不同暴雨情景下蓄滞洪区启用风险分析对洪水调度和防汛应急管理具有重要意义。开展蓄滞洪区内的淹没风险分析主要包括2种方法:(1)水量平衡法,该方法计算简单,但是只能估算静态洪水淹没区域,无法获悉洪水淹没过程信息[3];(2)数值模拟方法,该方法具有较好的物理基础,精度较高,但是需要大量的管网、河网及地形等基础资料,模型参数率定过程中需要大量的实测数据支撑[4-6]。近年来,随着GIS技术、水文水力学数值模拟技术等推广应用,基于数值模拟技术的洪涝风险分析方法得到广泛应用。本文以北京市清河沙子营滞洪区为例,综合采用2种方法对不同重现期洪水下滞洪区启用后的淹没风险进行定量评估,为洪水调度管理和应急响应等提供技术支撑。1北京市清河沙子营滞洪区概况沙子营蓄滞洪区位于北京市中心城北部排水干流清河流域内,清河发源于西山碧云寺,流经海淀区、朝阳区及昌平区,在顺义区入温榆河,全长23.7 km,流域面积174.8 km2,是北京市“西蓄东排,南北分洪”防洪排涝格局的北分洪通道,同时也是一条重要景观河道[7]。根据北京市防洪总体要求,清河流域随着建设区面积的加大而增加的洪水需要在本流域内消纳,不增加下游温榆河干流负担。为有效解决清河洪水消纳问题,原计划利用沈家坟至清河入温榆河口现有的水塘和低洼地调蓄洪水,规划了沈家坟和沙子营滞洪区,但是目前只完成了沙子营滞洪区节制闸的建设,其他配套工程尚未完成。规划沙子营滞洪区总面积为3.1 km2,总蓄滞容积为485万m3,共分为3个区域如图1所示。沙子营节制闸位于清河入温榆河出口处,敞式水闸,共3孔,单孔闸门净宽20.0 m,上翻式平板钢闸门,闸门高度4.0 m,门下1.6 m净空。该蓄滞洪区的主要调度规则为以下。(1)当羊坊闸流量达190 m3/s,且雨水情持续上涨时,北京市东水西调管理处向北京市水务局汇报羊坊闸实测流量和雨水情,接到北京市水务局启用沙子营蓄滞洪区的调度命令后,当沈家坟闸前水位27.10 m(相应流量280 m3/s)时,关闭沙子营闸,启用沙子营蓄滞洪区,沙子营闸按316 m3/s控泄。沙子营蓄滞洪区启用前应及时通知昌平、顺义和朝阳 相关部门做好人员和物资的转移工作。(2)当沈家坟过闸流量大于316 m3/s且小于556 m3/s时,沙子营闸仍维持闭闸限泄,沙子营蓄滞洪区逐步蓄洪。(3)当沈家坟过闸流量大于等于556 m3/s且小于690 m3/s时,沙子营闸仍维持闭闸限泄。沙子营蓄滞洪区蓄洪量持续增加。沙子营闸前水位达到校核洪水位(28.78 m)

参考文献

引证文献

问答

我要提问