3 洪水分析方法的选择

洪水分析方法的适宜性与洪水运动形态、洪水可能淹没区域特征、洪水特征信息以及资料的完备性等因素有关。

3.1 河道 （海洋） 洪水分析方法

对于河道 （海洋） 洪水，如果相关资料具备，应采用非恒定流水力学方法分析洪水演进及淹没情况。

约束于两岸大堤之间或流经山丘区河道的洪水，若河道 （河谷） 宽度沿程无大幅度变化，且无需了解流速平面分布情况时，可采用一维非恒定流水动力学方法进行洪水分析。若是 “顺直型” 的中小河流，且不关心洪水涨落过程 （因山丘区洪水过程较短，通常在几个小时，淹没历时信息相对不重要），也可采用恒定非均匀流方法分析得到 “最大”的淹没状态。

对于漫溢、溃决或分洪出河道进入平原地区的洪水，漫入河道内宽阔滩地 （洪泛区） 的洪水，以及因风暴潮、海啸导致的海洋洪水等，通常需采用二维水动力学方法进行洪水分析。若泛滥区为封闭的小面积区域，亦可在判断溃决 （分洪或漫溢） 处出流状态 （自由或淹没出流） 的前提下，计算溃决 （分洪或漫溢） 流量过程，采用水量平衡方法，得到封闭区域内洪水淹没的 “最大” 状态。

图1 洪水侧向出流和纵向扩散示意图

河道 （海洋） 洪水泛滥进入平原地区有两种形态：侧向溃决 （分洪或漫溢） 出流和纵向扩散，见图1。

对于上述两种河道洪水泛滥形态，原则上应采用河道一维和泛滥区二维非恒定流耦合模型或河道、泛滥区整体二维模型进行洪水分析计算。对于洪水侧向溃堤 （漫溢），也可近似采用河道一维非恒定流模型和泛滥区二维非恒定流模型联合计算的方法分析洪水运动过程，流程为：①判断泛滥区是开敞区域还是相对封闭区域；②对于开敞区域，运用河道一维模型计算每一时间步长溃口 （溢流） 处的水位，按照自由出流形态计算溃口 （溢流） 处的流量，得到整个洪水过程的出流流量过程；对于封闭区域，在每一时间步长，将由河道一维模型和溃口 （溢流） 处流量公式联合计算得到的该时间步长内的水量，根据泛滥区地形逐次累计平铺在泛滥区内，判断溃口 （溢流） 处的河道与泛滥区的水位差是否达到淹没出流的临界值，据此按自由出流或淹没出流计算该时间步长的出流流量，从而得到溃口 （溢流） 处的出流流量过程；③以上述溃口 （溢流） 流量过程作为泛滥区二维洪水分析模型的入流边界条件，计算泛滥区洪水演进过程，得到淹没水深、流速等水力特征值。

3.2 暴雨内涝分析方法

对于暴雨内涝 （积水），应联合运用水文模型和水动力学模型分析暴雨产流、汇流和泛滥过程，得到内涝 （积水）淹没过程、淹没范围、水深分布等。计算方法为：①确定当地集水区域范围和可能发生内涝的区域范围 （内涝区）；②采用水文学方法计算汇入内涝区各支流的流量过程；③同时考虑周边河道或水体 （如湖泊、海洋等） 水文边界条件、内涝区范围降雨、涝水外排条件和注入内涝区域各入流点的流量过程，以内涝区为计算区域，采用水文学和水动力学相结合的方法计算内涝区内的内涝积水过程，得到相关的内涝特征值，见图2。

图2 内涝计算示意图

当内涝区为城市地区时，原则上应将管网水流计算模型与地表水流计算模型耦合；若管网数据不完备或缺乏，可基于城市各排水分区的排水能力，对管网排水作适当概化和近似，再结合地表水流分析模型进行内涝计算。