河道阻塞对行洪能力影响数值模拟研究

为定量探究堵塞体拥堵河道引起的洪泛区淹没情况,以陕西省灞河上游河段为例,基于二维水动力模型模拟了不同流量及堵塞工况下堵塞体上下游水流运动,并计算了淹没水深、淹没范围等。结果表明:垂向堵塞后堵塞位置的上游水深会急剧增大,上游断面流速显著减小,在洪峰流量为127 m^(3)/s的工况下,垂向堵塞率100%时上游水深、淹没面积达到未堵塞时的2.36和12.36倍。随着垂向堵塞率的增加,上下游水深差距增大,且该河段垂向堵塞率达到50%以上后,淹没面积会骤增,垂向堵塞率75%时淹没面积较堵塞率50%时增加83.43%;横向堵塞河道时,其上游断面水深增长较缓。此外,与“垂向堵塞率50%+横向堵塞率50%”这一基准工况相比,大流量工况下改变垂向堵塞率,其上游断面水深及淹没面积变化更为显著,而小流量工况下横向堵塞更易造成较大淹没面积。因阻塞河道而造成的淹没范围有限,受影响的河段长度约占总长度22%。研究结果可为类似河流复杂洪水演进分析及减小洪水风险提供理论参考。