孫德寶 吳華

摘要：堤防作為最重要、最常用的防洪舉措之一，然而堤防是自然工程，由于技術(shù)條件的限制不能夠保證它的絕對(duì)安全;當(dāng)產(chǎn)生的洪水超過(guò)堤防的抵御能力，或在汛期搶險(xiǎn)不當(dāng)或不及時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致堤防出現(xiàn)潰口?；诖?，本文主要對(duì)堤防潰口特征及水流特性進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：堤防潰口;特征分析;水流特性;研究評(píng)述

Abstract：as one of the most important and commonly used flood control measures，However，the dike is a natural project，and its absolute safety cannot be guaranteed due to the limitation of technical conditions. When the flood generated exceeds the resistance capacity of the dike，or the emergency rescue is improper or not timely in the flood season，the dike will break. Based on this，this paper mainly analyzes the characteristics of dike breach and flow characteristics.

1、前言

江河潰決關(guān)乎國(guó)計(jì)民生。堤防潰口發(fā)生機(jī)理和潰口堵復(fù)技術(shù)是近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)之一，也是我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究課題。

2、堤防潰口情況分析

2.1堤防分段及口門選定

根據(jù)黃河下游河道概況、分滯洪區(qū)所處的地理位置等，將堤防南岸分為鄭州一蘭考、蘭考一東平湖、濟(jì)南以下;北岸分為沁河口一原陽(yáng)、原陽(yáng)一陶城鋪、陶城鋪以下。黃河下游游蕩性河道易出現(xiàn)橫河、斜河、滾河等河勢(shì)，使得在任一河段都有發(fā)生決口險(xiǎn)情的可能。

2.2決口形式分析

黃河下游大堤的決溢形式主要有漫決、沖決、潰決三種。歷史上多為沖決和潰決。隨著黃河上攔水庫(kù)工程的建設(shè)，提高了控制上游來(lái)水的能力，下游堤防防御洪水標(biāo)準(zhǔn)提高到近100年一遇。因此，黃河堤防可能的決口形式主要考慮潰決、沖決兩種。

2.3口門發(fā)展變化

黃河下游潰堤口門的發(fā)展變化異常復(fù)雜。北京大學(xué)的“堤防潰口數(shù)學(xué)模型及口門區(qū)水流特性”研究成果表明潰口發(fā)生后，口門兩側(cè)堤防在水流的沖刷和重力崩塌作用下不斷后退。開(kāi)始時(shí)口門展寬的速度較快，隨著口門的擴(kuò)大，口門處流速逐漸減小，展寬速度也相應(yīng)地變慢。當(dāng)口門擴(kuò)大到一定寬度后，口門展寬會(huì)變得很緩慢。擴(kuò)展過(guò)程中，下游側(cè)比上游側(cè)擴(kuò)展更快，這是因?yàn)橄掠蝹?cè)堤腳正對(duì)著來(lái)流的方向，受水流沖刷更為劇烈。潰口橫剖面的沖刷坑形狀基本上是中間較深，兩側(cè)較淺，但變幅不是很大，可以按近似矩形加以概化。

經(jīng)選擇典型洪水進(jìn)行計(jì)算分析，決口出流所占上游來(lái)水流量的比例大致為：第1天，40%-60%。第2-3天，70%-75%。第4天以后，若上游來(lái)水流量穩(wěn)定，則維持在75%左右;若上游來(lái)水流量逐漸減小，則為75%-95%;當(dāng)上游來(lái)水流量降至3oom，/s以下時(shí)，全河奪流。

2.4潰口洪水演進(jìn)及洪災(zāi)損失模擬計(jì)算

2.4.1防洪保護(hù)區(qū)概況

在目前地形地物條件下，黃河下游洪泛可能影響范圍涉及冀、魯、豫、皖、蘇5省24個(gè)地（市）所屬的110個(gè)縣（市），總面積12萬(wàn)km2，耕地733萬(wàn)km2，人口8510萬(wàn)。洪水一旦決溢，經(jīng)濟(jì)損失巨大。

2.4.2潰口洪水演進(jìn)及洪災(zāi)損失模擬計(jì)算

黃委設(shè)計(jì)院完成的“潰堤洪水演進(jìn)及洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算模型”。其計(jì)算的內(nèi)容主要包括：根據(jù)堤防潰口數(shù)學(xué)模型提供的潰口口門出流過(guò)程，通過(guò)在可能洪泛區(qū)進(jìn)行洪水演進(jìn)模擬計(jì)算，分析潰堤洪水主流到達(dá)的重要城市、主要基礎(chǔ)設(shè)施以及流人其他水域的時(shí)間，并估算出淹沒(méi)范圍及洪災(zāi)損失情況。

3、堤防潰口水力特征研究的認(rèn)識(shí)與建議

（1）根據(jù)當(dāng)前黃河下游防洪形勢(shì)和各方面對(duì)黃河防洪的要求，同時(shí)也為了吸取其他江河堤防決口的教訓(xùn)，目前開(kāi)展黃河下游堤防潰口對(duì)策及措施的研究是非常必要的，應(yīng)繼續(xù)開(kāi)展這方面的工作。

（2）黃河下游一旦發(fā)生決口，采取“裹、攔、導(dǎo)、分、堵、排、圍”的綜合措施，可有效減少洪災(zāi)損失。其中“裹、攔、導(dǎo)、堵”是堵口的關(guān)鍵措施，“分”是堵口的輔助措施，“排”和“圍”是洪泛區(qū)的減災(zāi)措施。

（3）水庫(kù)攔洪對(duì)洪泛區(qū)減災(zāi)及減小河道流量都有非常明顯的效果，因此，無(wú)論黃河下游任何位置發(fā)生決口，只要水庫(kù)還有蓄水能力，就應(yīng)立即關(guān)閉全部閘門或控泄運(yùn)用。水庫(kù)攔洪的效果受決口時(shí)間及口門所處地理位置的限制。一般來(lái)說(shuō)，口門位置越靠上游，其攔洪效果越好。決口發(fā)生在洪水上漲期，水庫(kù)攔洪效果較好。水庫(kù)攔洪是潰口能否在汛期進(jìn)行堵復(fù)的最重要措施。

（4）分滯洪區(qū)的超常規(guī)運(yùn)用會(huì)造成一定的損失，甚至重復(fù)受災(zāi)，但為了大局，只要經(jīng)濟(jì)上合理，技術(shù)上可行，就應(yīng)該采用。分洪時(shí)機(jī)應(yīng)考慮對(duì)堵口合龍最為有利。南、北展寬區(qū)因位置偏下，減災(zāi)效果較差，其運(yùn)用要慎重。黃河沿岸的引黃涵閘有一定的引水能力，當(dāng)黃河大堤決口后，在堵口前使用口門以上的引黃涵閘進(jìn)行分水，以利堵口。

參考文獻(xiàn)：

[1] ?關(guān)洪文，盧進(jìn)英，劉愛(ài)華，等.堤防土方填筑土料的重要性[J].黑龍江水利科技，2013，（10）：211-212.

[2] ?苑希民，田福昌，王麗娜.漫潰堤洪水聯(lián)算全二維水動(dòng)力模型及應(yīng)用[J].水科學(xué)進(jìn)展，2015，（26）：66-69.

[3] ?陸靈威，林斌良，孫健，等.河道潰堤水波的物理模型實(shí)驗(yàn)研究[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2016（35）：25-34.

[4] ?陸靈威.河道潰堤水流的物理實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)模型研究[D].北京：清華大學(xué)，2016.

（作者單位：1.濱開(kāi)黃河河務(wù)局;2.章丘黃河河務(wù)局）