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以沂沭泗水系下游河湖连通工程为例，进一步探讨湖泊水力调控对河湖连通伴生洪水风险的定量影响。

2 研究区域与方法

2.1 研 究 区 域 概 况 沂沭泗流域位于淮河流域东北部，流域面积 7.96 万 km ，占淮河流域面积的
2
29%。沂沭泗水系下游由韩庄运河、邳苍分洪道、中运河、沂河下游、老沭河、新沂河以及骆马湖组
成，如图 1 所示。该河湖连通工程中，邳苍分洪道于 1958 年开挖，连接沂河与中运河，防治了沂河上
游分洪后的漫流危害；新沂河于 1949 年开挖，承接骆马湖及老沭河来水后汇入黄海，在新中国成立后
的沂沭泗流域削减水患中发挥了巨大作用。沂沭河上中游均位于山区，源短流急，且南四湖流域洪水
起落较快，洪水汇集至沂沭河水系下游后，河道比降变缓，行洪不畅，存在发生洪水灾害的风险。

刘道口闸
江风口闸
胜利堰闸
南 邳 沂 清泉寺闸
四 韩庄闸 苍 图例
湖 分 老 水闸
韩庄运河 洪 沭 海口
道 橡胶坝
河
中 河 水文站
黄 运 河 运河 塔山闸 河 河道
墩 嶂山 王庄闸 沭阳 湖泊、水库
滞 沂 边界条件
洪 嶂山闸 口头 新
区
图 1 沂沭泗水系连通状况及水文站分布
骆马湖南北长 20 km，东西宽 16 km。湖底高程约 19.0～20.0 m，正常蓄水位 23.0 m 时，湖面面积
375 km ，容积 9.0 亿 m ；设计洪水位 25.0 m 时，容积 15亿 m ；校核洪水位 26.0 m 时，总容积 19.0亿 m 。
3
2
3
3
骆马湖承接沂河下游、中运河以及邳苍分洪道来水，是南水北调东线工程第二座调蓄湖泊，保护下
游 1000 万亩耕地和 600 万人生命财产安全 ［13］ ，在沂沭泗水系下游的防洪体系中具有举足轻重的作用。
2.2 风险分析模型控制方程 对于一维、二维水动力数学模型，其控制方程为连续性方程与运动方
程，表述了水体运动时，重力、压力、黏滞力和惯性力之间的平衡关系 ［14-15］ 。由于风险过程发生的随
机性，采用改进后的连续性方程与运动方程：
∂u + ∂v （1）
∂x ∂y + ω = 0

ì Dh g æ 2 2 ö g
2 ∂ u
ï ï ∂u + u ∂u + v ∂u = -g ∂H + ⋅ u + v ç ç + ∂ u ÷ - ⋅ u + v ⋅ u + uω
2
2
2
÷
ï ï ∂t ∂x ∂y ∂x C è ∂x 2 ∂y 2 ø C R
2
í （2）
ï ï ∂v + u ∂v + v ∂v = -g ∂H + Dh g ⋅ u + v ç æ 2 + ∂ v ö g ⋅ u + v ⋅ v + vω
2 ∂ v
2
2
2
2
ï ï ∂t ∂x ∂y ∂y C ç ∂x 2 ∂y 2 ÷ - C R
÷
2
î è ø
式中：u、v 为沿 x、y 方向的流速，m/s；g 为重力加速度，m/s ；h 为水深，m；D 为无量纲经验系
2
1/2
数，与河床、边坡形状相关；R 为水力半径，m；H 为位置水头，m；C 为谢才系数，m /s；ω为随机
源汇项，s ，ω = f (x，y，t )。等式（2）左侧为时变加速度项与对流项，等式右侧从左至右依次表示重
-1
力产生的压力梯度、黏滞力项、河床底部摩擦及随机源汇项。
将 C-Vine Copula n 维联合密度函数两边积分得 n 维累积分布函数，求解 n 维累计分布函数的逆函
数，可推导出以流量表述的随机源汇项ω具体表达式为：
é æ dQ ù ö é æ dQ ù ö é æ dF -1 (d ，x ，⋯，x n ù ö ) ú ÷ é æ dF -1 (x ，x ，⋯，x n ù ö ) ú ÷
ê∂ç
ê∂ç
1
2
1
2
ê ê ç dx ú ú ÷ ê ∂ ç dy ú ÷ ú ê ç dx ú ÷ ú ê ê ç dy ÷ ú ú
∂
ê
ê
ω = d ê ê è ø ú ú + d ê ê è ø ú ú = d ê è ø ú + d ê è ø ú （3）
dy ë ∂x û dx ë ∂y û dy ë ∂x û dx ë ∂y û
式中：Q 为流量，m /s；x ，x ，…，x 为关键风险因子；累积分布函数的逆函数 F （x 1，x 2，…，x ）
-1
3
1 2 n n
代表随机生成的关键风险因子 x ，x ，…，x 序列。具体计算方法见文献［12］。
1 2 n
2.3 风险分析模型建立及验证 建立沂沭泗水系下游河道一维水动力模型，即韩庄运河、中运河、
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