蓄滞洪区洪水资源化的益损定量分析-水科学进展.PDF

第２５卷 第５期 水 科 学 进 展 Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．５ ２０１４年９月　 　 ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＷＡＴＥＲ ＳＣＩＥＮＣＥ Ｓｅｐ．，２０１４ 蓄滞洪区洪水资源化的益损定量分析 ———以大黄堡洼为例 １ １ ２ ３，４ 杨小柳 ， 周杏雨 ， 王月玲 ， 于理扬 （１． 北京大学城市与环境学院， 北京　 １００８７１； ２ 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室， 北京　 １００１０１； ３Ｍｉｌｉｋｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ， Ｄｅｃａｔｕｒ ６２５２２，ＵＳＡ； ４ 武汉大学水利水电学院， 湖北 武汉　 ４３００７２） 摘要： 为在蓄滞洪区利用洪水资源， 探讨洪水资源化收益和损失的函数关系及其定量分析方法。 以大黄堡洼为例， 建 立收益和损失的准量化函数， 基于水文和土地利用信息， 采用水力学数学模型， 澄清３种特定洪水重现期条件下收益 与损失的时空转换关系。 研究表明， 临界水深是实施洪水资源化规划和管控的关键参数； 洪水资源化的入流面积、 受 益面积、 平均水深、 最大水深与入流洪量成非线性正比关系， 并受到地形地貌和土地利用变化等因素的综合影响。 关键词： 洪水资源化； 收益／ 损失曲线； 净面收益／ 损失方程； 土地利用／ 覆被变化； 水力学数学模型 中图分类号： ＴＶ１２２　 　 　 文献标志码： Ａ　 　 　 文章编号： １００１⁃６７９１（２０１４）０５⁃０７３９⁃０６ 洪水资源化是指在不成灾的情况下， 利用水库、 拦河闸坝、 自然洼地、 人工湖泊和地下水库等蓄水工程 拦蓄洪水， 延长洪水在河道、 蓄滞洪区等的滞留时间， 以恢复河流及湖泊、 洼地的生态环境， 及尽量多地补 充地下水。 蓄滞洪区是河堤外洪水临时贮存的低洼地带或湖泊。 本文关注的是低洼地带类的蓄滞洪区， 其内有数以 万计的居民和大量农田。 近年来， 人们逐渐摒弃旧有的单纯防洪观念， 开始倡导蓄滞洪区在改善民生和保护 ［１］ 环境中的作用 。 随着蓄滞洪区人口的逐年增加， 及其与周边地区经济落差的日益扩大， 蓄滞洪区自身的 经济发展成为不容回避的难题， 其解决得好坏直接影响到蓄滞洪区的正常运用， 甚至威胁到区域的防洪安 全。 因此， 选择在蓄滞洪区研究洪水资源化有着特殊的意义和重要性。 另外还应注意到， 较之其他地区， 蓄 滞洪区内已有的蓄洪、 滞洪和行洪等设施， 为实践洪水资源化提供了较好的工程基础。 ［２⁃３］ ［４⁃７］ 以往的有关研究， 从自然地理、 人文社会和资源利用等不同角度， 采用定性 或定量 的方法， 充分 论证了在蓄滞洪区实现洪水资源化的可能性。 目前迫切需要解决的问题是如何付诸实施， 使洪水资源化从理 念变成实际。 在人口稠密的蓄滞洪区开展洪水资源化是把双刃剑， 收益与损失并存， 若要做到兴其利而避其 害， 必须充分了解收益和损失在时间和空间上的分布规律。 本文以实际应用为目的， 从洪水资源化的收益与 损失的函数关系入手， 采用定量与定性相结合的方法， 分析洪水资源化的收益和损失及其时间和空间分布规 律， 为有关规划提供技术依据， 为实现洪水资源化的实时管控奠定基础。 １　 洪水资源化的收益／ 损失 １１　 收益／ 损失的数学描述 位于某特定点， 洪水资源化的收益（Ｃ ）和损失（Ｃ ）随水深（ｈ）变化， 则有收益函数 Ｃ （ｈ）和损失函数 ｂ ｄ ｂ Ｃ （ｈ）。 如图１所示， 洪水资源化对应某水深ｈ 的实际收益Ｂ （ｈ）为Ｃ （ｈ）与Ｃ （ｈ）之间的面积。 图中Ｂ 、 ｄ