□王振 赵越 赵治辉

（河南省水利勘测设计研究有限公司）

京港澳高速对老王坡滞洪区的影响分析

□王振 赵越 赵治辉

（河南省水利勘测设计研究有限公司）

老王坡滞洪区位于河南省驻马店市西平县境内，京港澳高速漯河至驻马店段南北贯穿其中，区内路基长8.80 km、高2.50～5 m，跨淤泥河桥长210 m，其余16座桥涵共长407 m。漯驻段高速于1999年开工建设，2001年建成通车，当时并未开展防洪影响评价工作，文章通过建立一、二维耦合数学模型，模拟京港澳高速建设前后两种工况下的50 a一遇设计洪水淹没演进过程，对滞洪区最大滞洪量、滞洪水位、淹没面积和退水时间方面进行对比分析，以了解京港澳高速修建对老王坡滞洪区运用产生的影响。

老王坡滞洪区；京港澳高速；耦合模型

1 概况

1.1 滞洪区基本情况

老王坡滞洪区是小洪河防洪控制工程之一，位于驻马店市西平县境内东北部，紧靠西平县城，区内交通十分发达，主要交通干线有京港澳高速、107国道、京广铁路等。滞洪区由东部的东大坝、北部的干河堤、南部的小洪河左堤及西部自然高地合围而成，总面积121 km2，区内地形较为平坦，西高东低，地面高程在54.50～57.65 m之间。设计标准为50 a一遇，设计蓄洪水位57.65 m，设计蓄洪量1.71亿m3。主要内河为淤泥河，主要外河为小洪河，淤泥河东西贯穿老王坡滞洪区并通过丁桥南、丁桥北2座泄洪闸退水至小洪河，其中丁桥南泄洪闸3孔，闸孔尺寸3 m×3 m，设计过流能力120 m3/s，丁桥北泄洪闸3孔，闸孔尺寸5.50 m×6 m，设计过流能力240 m3/s。

1.2 调度方式

小洪河桂李至五沟营水文站河段设计下泄流量350 m3/s，小洪河干流桂李节制闸控制下泄流量，确保小洪河防洪安全，桂李分洪闸建在分洪道上，控制向老王坡分洪。根据老王坡滞洪区运用预案，当小洪河桂李水文站水位达到63 m时，开启桂李分洪闸，将超过小洪河设计下泄流量部分的洪水分入老王坡滞洪区，最大分洪流量300 m3/s；滞洪区通过丁桥南、北两座泄洪闸补偿泄洪，控制五沟营水文站流量为350 m3/s。

1.3 入流洪水

原河南省水利勘测设计院在1992年编制了《杨庄滞洪工程水文分析报告》，用于杨庄滞洪区枢纽主体工程初步设计中，并对杨庄、老王坡滞洪区进行了联合调算，本次仍采用该设计洪水成果，滞洪区入流分为外河入流和内河入流，外河小洪河入流点为分洪道桂李分洪闸，50 a一遇入流洪峰300 m3/s，入流总洪量0.40亿m3；内河概化集中为淤泥河入流，入流点为淤泥河与老王坡西边界交点处，50 a一遇入流洪峰1 090 m3/s，入流总洪量2.10亿m3，洪水过程16 d。

2 模型建立与验证

2.1 一维模型

为了准确模拟老王坡滞洪区复杂的调度方式，控制滞洪区的退洪过程，采用MIKE ZERO系列软件中的MIKE 11模块建立丁桥南、北闸上下游淤泥河及小洪河共1.20 km退洪河段的一维河道水动力学模型，并在其上布置可控水工建筑物，模拟丁桥南、北泄洪闸的补偿下泄运行情况。

一维模型上边界为耦合点处实时水位，下边界条件根据平均坡降、糙率、过水断面采用明渠均匀流公式推求的水位流量关系。河道糙率参照河道治理中的设计值，主槽0.25×10-1、滩地0.28×10-1。

2.2 二维模型

为了模拟洪水在滞洪区内的演进过程，得到洪水淹没过程中滞洪区最大滞洪量、滞洪水位、淹没面积等风险要素，采用MIKE ZERO系列软件中的MIKE 21模块建立二维洪水淹没演进模型。

老王坡滞洪区总面积121 km2，对其进行非结构化三角网格剖分，控制最大网格面积在1 200 m2以内，最大边长控制在30 m以内，局部河沟位置加密到10 m左右，共剖分网格10.60万个，并采用1∶10 000的DEM数据进行网格高程插值；对滞洪区内高度＞0.50 m的京港澳高速、京广铁路、107国道等线性地物概化成具有高度的多段线加入到模型中。

根据片区土地利用图、航拍图和1∶10 000矢量图对不同网格属性进行不同的糙率赋值，其中居民地糙率为0.07，耕地糙率为0.06，道路和空地糙率为0.05，河道糙率为0.25×10-1～0.35×10-1。

2.3 耦合模型

采用MIKE FLOOD建立基于水位的耦合模型，耦合联接在二维模型中表现为一条多段线，对二维模型来说，耦合线是一个边界条件，同时，二维模型将耦合线平均水位返回到一维模型中进行计算，实现一、二维模型之间实时交换数据。

2.4 模型验证

模型验证选用老王坡滞洪区2000年的进洪过程作为入流边界条件，模拟计算成果中最高滞洪水位57.35 m，淹没面积106 km2，最大滞洪量扣除蒸发渗漏损失后为14 652万m3；2000年实测洪水最高滞洪水位57.28 m，淹没面积109 km2，最大滞洪量14 700万m3。通过对比，模型验证计算成果与2000年实测统计数据相近，最大滞洪量基本一致，水位相差仅有7 cm，在允许误差范围内，说明模型参数选取是合适的，模型合理可靠。

3 计算成果对比分析

为研究京港澳高速的修建对老王坡滞洪区运用的影响，采用验证过的数学模型，模拟京港澳高速修建前后两种工况下老王坡滞洪区遭遇50 a一遇洪水时的淹没演进情况。成果对比见表1。

对比结果显示，京港澳高速修建前后洪水模拟最大滞洪量均为1.74亿m3，最高滞洪水位均为57.59 m，淹没面积均为115.40 km2，可见京港澳高速的修建对老王坡滞洪区的最大滞洪量、滞洪水位、淹没面积基本无影响，仅因为京港澳高速南北贯穿滞洪区，在退洪时影响洪水演进，造成京港澳高速以西部分区域淹没历时延长1-10 h，反映在丁桥南、北闸退水过程上造成了滞洪区退水时间延长8 h，相对京港澳高速修建前退水总时间252 h延长了3%，产生了一定影响。

表1 京港澳高速修建前后50 a一遇计算成果对比表

4 结语

通过对模拟结果进行对比分析，京港澳高速的修建对老王坡滞洪区最大滞洪量、滞洪水位、淹没面积基本无影响，退水时间增加了8 h，对滞洪区退水时间产生了一定影响，主要原因是路基阻水，建议以后京港澳高速改扩建时增设桥涵数量或改路基为桥梁型式，消除影响。由于工程建设时未进行洪水影响评价，现已运用多年，很难再对其产生的影响进行补救，因此，按照有关规定对贯穿滞洪区及阻挡超标准洪水行洪通道的建设项目，进行洪水影响评价工作是十分必要的。

编辑：刘长垠 韦诗佳

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2017-03-09