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在河流上修筑围堰,改变了河流局部的断面形态,干扰了天然水流流动,从而引起工程河段的水文、水动力、泥沙、水质等要素发生变化,对区域防洪排涝、河床演变、水环境、水景观等产生影响。这些都与河流两岸人民的生命安全、生态环境等息息相关,必须给予足够的重视。
本文系统地回顾了水文模型和平原河网水动力模型的研究现状,对MIKE11系列软件中的降雨径流模型NAM模型和一维水动力模型的基本理论进行了详细的阐述;利用NAM模型和水动力模型耦合模型,以杭州市上塘河半山桥施工围堰为例,来研究修筑围堰对其所在河流及河网内河流防洪安全的影响。
本文利用浙江省水文局编制的《浙江省短历时暴雨》暴雨统计参数等值线图集查算设计暴雨的方法,计算研究区域不同频率下72小时设计暴雨过程;根据现有规划、最新水域调查等资料,运用MIKE BASIN划分子流域,并利用NAM模型用设计暴雨来推求设计洪水。以钱塘江五堡和七堡潮位、运河塘栖水位和上塘河临平(上)水位为边界,以上塘河流域杭州片为研究范围,依据圣维南方程组建立了平原河网一维水动力模型,结合实际调查洪水对模型进行了率定验证,并以不同频率的设计洪水和不同河宽分别建立水动力模型进行分析计算。结果表明:上塘河丁桥附近河段现状防洪能力刚好达到10年一遇标准(尚不加安全超高);从不降低原有河道的防洪标准来说,围堰后需保持控制河宽20m以上:施工方提出的保持河宽15.5m,对上塘河半山桥以东沿岸原有的防洪标准有一定影响,而拆除旧半山桥,减小局部卡口阻水以作补偿,可以明显降低河道洪水位;上塘河施工围堰不会影响河道配水、航运和水旅游;配水期,围堰前后河道流速变化不大,对河势稳定和堤防安全基本无影响;洪水期,控制河宽为15.5m且拆除旧半山桥时,河道流速变幅不大,不会造成较大的影响。
本文为进一步研究修筑围堰对河流环境影响提供了技术支持,对区域防洪减灾研究提供了参考。