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感潮河段上游洪水与河口潮位遭遇研究

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彭慧刘璐姜钧耀孟含威王翊人李光吉

摘要：采用定性分析和定量计算相结合的方法研究洪水与潮位遭遇，首先采用定性分析法确定洪水与潮位遭遇可行方案集，再利用洪水与潮位遭遇的组合风险概率模型定量计算各种可行方案集的风险率，统筹考虑防洪安全及工程投资，最终确定洪水与潮位遭遇最优方案。以小清河为例的研究表明：洪潮遭遇可行方案集为50a一遇洪水遭遇5～50a一遇潮位，最优组合为50a一遇洪水遭遇20a一遇潮位;潮洪遭遇可行方案集为50a一遇潮位遭遇3～140a一遇洪水，最优组合为50a一遇潮位遭遇20a一遇洪水;超标准洪水遭遇高潮潮位的发生风险较低，高潮位遭遇中小洪水的发生风险较高。

关键词：洪水与潮位遭遇;定性分析;Copula函数;组合风险率模型;小清河

：P333文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.08.008

引用格式：彭慧，刘璐，姜钧耀，等.感潮河段上游洪水与河口潮位遭遇研究[J].人民黄河，2021，43（8）：44-47.

Abstract：Thequalitativeanalysisandquantitativecalculationwereputforwardtoobtainthereasonableencounterschemebetweenfloodsandtides.Firstthequalitativeanalysiswasusedtoobtainthefeasibleschemes.ThentheprobabilisticmodelswerebuiltbasedonCopulafunction.Finallytheoptimalschemewasadoptedbybalancingthesafetyandinvestment.TheapplicationofXiaoqingheRiverillustratesthattheoptimalschemesare50-yearfloodsencountering20-yeartidesand50-yeartidesencountering20-yearfloods.Usingthetwoschemestoanalyzewaterlevelrespectively，themaximumlevelsareusedtoriverregulationdesign.Moreover，thetypicalyearanalysisresultsshowthattheriskofexcesscriteriafloodsencounteringtidesisinfrequentandtheriskofexcesstidesencounteringcriteriafloodsisfrequent.

Keywords：encounterbetweenfloodsandtides;qualitativeanalysis;Copulafunction;probabilisticmodels;XiaoqingheRiver

1引言

感潮河段水位受上游洪水和下游潮位顶托双重影响，在防洪除涝工程设计中，合理确定洪水与潮位遭遇是首先需要解决的问题[1]。目前洪水与潮位遭遇的研究主要集中在风险分析领域。刘曾美等[2-3]提出组合风险率模型来定量研究洪潮遭遇风险率;曾强等[4]针对感潮河段实测流量资料缺乏问题，采用降水资料代替流量资料，提出治涝风险、同现风险和组合风险并进行洪水与潮位遭遇分析。

洪水与潮位相关性较弱[2]，二者遭遇通常有多种情况，已有研究大多凭经验设定遭遇方案。然而，近年来极端天气呈现增多增强趋势，超标准洪水与高潮位遭遇频率增大。山东省小清河流域2019年受利奇马台风暴雨影响，遭受了140a一遇洪水与50a一遇高潮潮位组合，受潮汐顶托影响，洪水排泄不畅，发生了严重洪涝灾害。因此，进行遭遇分析时考虑极端洪水与潮位组合，将更有利于防洪安全。本文以确定小清河感潮河段洪潮遭遇（洪水为主，潮位相应）、潮洪遭遇（潮位为主，洪水相应）为研究目的，首先利用历年洪水与潮位同步观测资料，分别绘制实测洪潮遭遇散点图和实测潮洪遭遇散点图，以接近设计降水量年份发生的各种潮位作为洪潮遭遇可行方案集，以接近设计潮位年份发生的各种降水量作为潮洪遭遇可行性方案集，其次利用组合风险率模型定量分析各可行方案集的风险率，再统