流域防洪減災工程措施方案優選研究

柳學航　劉元廣　李旭家

摘要：本文通過對MIKE11、MIKE12河網模擬系統的研究，以濰河流域為案例分析，根據不同的優選指標，在四種防洪減災工程措施方案中優選出最合理的一條方案，通過本方案對實際開展的流域防洪減災工作做出科學指導。

關鍵詞：流域防洪減災；工程措施；方案優選

1.關于MIKE11、MIKE12軟件系統

MIKE11、MIKE12軟件系統是丹麥DHI公司設計開發的一款河網模型系統軟件。該軟件一經推出就獲得業界的推崇。美國的相關機構也以此軟件為基礎進行科研活動。該軟件以可變模糊集理論為基礎，建立流域防洪減災工程措施方案優選模型，此模型能夠確定方案指標及指標特征值區間的相對隸屬度、相對隸屬函數，并且能夠通過變化模型及參數，優選出最佳方案。

2.案例分析

2.1案例概況

本文利用山東濰河流域進行案例分析。濰河水系干流發源于日照市莒縣箕屋山北麓，經日照市流入濰坊境內，流經諸城、高密、峽山、坊子、寒亭、昌邑六縣市區，在昌邑下營鎮北入渤海萊州灣。流域總面積6367平方公里，干流長度246公里。下營鎮位于濰河下游入海口出，全鎮人口約2.1萬人，總面積220平方公里。當下濰河流域的防洪能力不容樂觀。濰河下游河道由于多年來缺乏治理，目前河道狹窄，淤積嚴重，部分河段河堤坍塌，河水通行能力已大大降低。

2.2待選防洪工程措施方案

在利用MIKE11、MIKE12系統軟件推演洪水淹沒下營鎮過程之前，應先確立待選的防洪工程措施方案，在推演過程中優選出最合理的一個。濰河流域下游的一級防洪標準為20年一遇，經過對下游河道的實地考察，我們確定加固險堤和疏浚防洪標準較低的河道是比較合理的工程措施。以此出發，我們預先設定了4個方案待選，如下表1：

2.3確定優選指標

優選指標是指通過各種防洪工程措施要達到的防洪目的。根據側重點不同，不同的優選指標將導向不同的防洪工程措施方案。在此我們通過受災情況、經濟損失、社會及環境影響等因素設定優選指標。

2.3.1將城鎮被洪水淹沒面積、淹沒最高水深設定為優選指標

采用四種不同的方案，利用MIKE11、MIKE12軟件推演流域淹沒過程。根據濰河下游一級防洪標準為20年一遇，經過系統對比分析顯示下營鎮最嚴重的淹沒狀態為淹沒面積0.86平方千米，最高水深4.57米。

2.3.2將工程措施投資及城鎮經濟損失設定為優選指標

工程項目投資成本一直是每項工程方案設計必須要考慮的因素。由于方案一不采取任何措施，所以將工程措施投資費用設定為零。根據城鎮受災面積不同，經濟損失也不同。通過系統模擬得出，下營鎮最嚴重水淹情況約損失金額1590萬元。

2.3.3以生態環境影響及社會和諧度設定為優選指標

現代社會人們越來越重視對生態環境的保護，因此在任何工程措施設定之前都必須要考慮到對環境的影響。首先在方案一沒有采取任何工程措施的情況下，我們設定工程措施對生態環境的影響為零，但是當流域被淹沒后，生態環境同樣受到嚴重的破壞，綜合考慮兩方面的影響，我們設定生態環境影響系數為0.35。社會和諧程度是考量社會穩定的一個重要依據。因此在制定工程措施前也要考慮到該工程的社會影響，是否得到普通民眾的認可。對于社會和諧度的影響最低，設定為0.05。

2.4各方案的優選指標特征值

以方案一的優選指標特征值為基礎，推算其他三個方案的優選指標特征值如下表2：

2.5優選過程

MIKE11、MIKE12軟件系統應用模糊可變識別模型可計算出方案的優屬度，計算結果如下：

以城鎮淹沒情況和經濟損失為優選指標時，方案從優到次的順序分別為方案四、方案三、方案二、方案一；以工程設施投資成本和社會和諧度為優選指標，方案從優到次的順序分別為方案三、方案二、方案四、方案一；以生態環境影響為優選指標，方案從優到次的順序分別為方案三、方案四、方案二、方案一。通過數據整合可以看出，無論從哪個優選指標出發，方案三都是較好的選擇。由此得出結論，在濰河下游加固險堤、疏浚防洪指標較低的河段，下游防洪標準提升到18年一遇是最適合的防洪減災工程措施方案。

結束語：

防洪減災工作是關系社會安定、人民安居樂業的重要工作。我們必須防患于未然，積極做好應對自然災害的措施，盡量降低生命財產損失。同時我們應高效利用現代科技成果，對防洪減災工作做出科學指導。

參考文獻：

[1]王凱博.博河、精河流域防洪減災對策探討[J]，水土保持研究，2004（3），260-264.endprint