滹沱河流域河道地理信息管理系統應用實踐

李霄榮

（忻州市河道工作站，山西 忻州 034000）

1 意義及目標

滹沱河流域河道的管理方式以傳統手工作業為主，信息以表格、圖片或文件資料形式保存，查詢、存儲、流通和管理極不方便，容易出錯，費工費時，難以實現信息更新、數據處理、統計分析。其地理信息管理系統開發建立的主要目標是：通過建立一個與滹沱河流域河道管理相關的數據庫和管理平臺，將河道信息、工程情況、管理現狀、河道環境、規劃治理等信息數據以及相關的法律法規進行整合管理，用信息化管理技術改造傳統水利管理行業，實現河道管理信息的采集、傳輸、存儲、查詢、及時更新、統計分析、成果輸出等功能，為河道管理決策提供科學依據，改善河道管理部門的政府職能，提高河道管理部門的信息處理精度和工作效率，從而促進河道資源的可持續利用和社會環境的協調發展。

2 流域概況

滹沱河是忻州境內最長、最重要的一條河流。多年來，各級政府十分重視對滹沱河的開發治理。1998年對下茹越—濟勝橋160 km河段進行重點治理，興建堤防163 km，挑壩61條，堤防護坡16 km，建筑物142處，防洪能力達到20年一遇。但由于上游河道坡陡彎急，加之年久失修，受洪水沖刷影響，堤防防洪能力降低，漿砌石堤防凍融破壞嚴重。加之流域植被較差，上游水土流失嚴重，致使下游及滹沱河干流淤積嚴重，河床不斷抬高，上中下游水質受到不同程度的污染。為保障滹沱河流域的防洪安全，改善河道水環境，確保對河流的合理開發、高效利用，必須加快河道管理信息化建設，全面提升滹沱河流域的現代化管理水平。

3 主要技術內容

滹沱河流域河道地理信息管理系統包括以下6項技術內容：河道基礎信息圖庫和河道信息圖庫；河道空間數據格式和圖式圖例標準；較為完備的河道地理信息數據庫框架；河道樁號編碼管理模式，實現樁號和河道信息的雙向快速查詢，提高信息查詢效率；分級用戶分級功能管理編制的專用河道數字信息管理平臺，包括工程信息管理、河道水環境管理和河道防汛管理3個子系統；河道地理信息管理系統，包括收集和整理相關資料、建立動態地理信息數據庫、構建數據標準和信息模式及編制信息管理專用平臺等。

4 應用情況

滹沱河流域河道地理信息管理系統在忻州市河道管理站、忻州市防汛抗旱指揮部辦公室、忻州市水利勘測設計院及滹沱河忻州段的6個縣、市（繁峙縣、代縣、原平市、忻府區、定襄縣、五臺縣），應用效果良好，實現了各級管理部門之間的信息交換與共享。

4.1 忻州市河道理站應用情況

忻州市河道管理站負責全市河道的日常管理業務。轄區內河流眾多，流域面積在100 km2以上的河流達60多條，其中滹沱河干流河道的日常管理維護是極其重要的工作之一。滹沱河流域河道地理信息管理系統建立后，經過3年多的實踐應用，解決了過去因信息查詢滯后、統計分析緩慢、人為操作誤差大等信息處理難題，既滿足了河道日常管理工作需求，又可以及時、準確地為管理決策提供必要的數據信息和專題圖形，取得了明顯效果。主要表現在以下方面：一是圖形信息資料較新，河道、水文站、橋梁、攔河壩等涉河建筑物位置信息準確，對應的屬性信息詳盡全面，可以滿足日常管理的需求。二是操作界面簡潔，菜單結構設計合理，操作簡單，可以實現數據庫的管理更新、圖形的編輯、管理功能的維護和完善等。三是提供了強大的查詢功能，可以適應不同需求下各類信息的快速查詢、查找、定位、交互等。特別是樁號信息的查詢方式，便于快速、準確地定位建筑物地理位置以及與河道的隸屬關系。四是用1∶10 000地形圖生成的河道帶狀三維立體模型，將河道兩岸管理范圍內的地形地貌、水系干支流位置關系等信息展示于電腦屏幕中。五是將日常管理區劃為工程管理、環境管理和防汛交互3大子管理區，對應日常3個不同方面的管理需求，可以方便與其他系統進行連接。六是采用多級用戶信息管理模式，適應滹沱河河道管理現狀，為各級不同的河道管理部門提供便捷查詢各自轄區信息的功能。

4.2 滹沱河忻州段6縣（市、區）河道管理應用情況

滹沱河忻州沿線的繁峙、代縣、定襄、原平、忻府、五臺6個縣（市、區）均屬溫帶大陸性季風氣候，降雨量和氣溫受流域地形影響變化較大。在五臺山地區數十米范圍內，年降雨量為500～900 mm；北部為400～550 mm；西部為450～650 mm；位于四山之間的盆地區為380～450 mm。降雨在時空和強度上分布極不均勻，主要集中于7—9月，由弱到強的局部暴雨產生的洪水時有發生，具有明顯的突發性。1956—2000年全流域多年平均徑流量13.9億m3，歷史最大洪峰流量1 320 m3/s，最小洪峰流量0.58 m3/s。沿線支流的險情、隱患普遍存在。

滹沱河流域河道地理信息管理系統在防洪淹沒影響分析、防汛預案制定等方面進行了深入研究，系統可以根據防洪決策的需求及時為管理部門提供洪水影響區域、測定特征斷面信息、撤離方案路線等專題數據信息，及時、科學、準確決策提供依據。2012年“7·21”大暴雨，滹沱河發生較大洪水，通過此系統分析后，河道管理部門及時、準確地掌握了各河段的洪水及工程情況，為抗洪搶險贏得了時間，順利完成了抗洪搶險任務，保證了沿河兩岸人民群眾的生命財產安全。

4.3 忻州市防汛抗旱指揮部辦公室應用情況

忻州市轄區內降雨量季節分布極不均勻，水資源季節性供需矛盾突出，干旱和澇災十分嚴重，防汛和抗旱形勢尤為嚴峻。滹沱河流域河道地理信息管理系統能夠方便、快捷、直觀、高效、準確地為防汛指揮調度提供必要的數據資料和信息支持，具有科學性、信息化、現代化等特點，取得了良好的適用價值和現代信息化水平。一是提供了流域內的行政區劃信息和社會公共信息，資料完整、真實、系統，方便分類、匯總和計算；二是提供了流域內的水利工程信息；三是提供了方便的數據信息定位、瀏覽和查詢功能，可根據實際管理需要進行時空定位和查詢；四是提供了計算分析功能，為預測預報服務；五是通過可視化演示實現了對滹沱河流域的地貌圖顯示、屬性信息的查看以及地圖的定位查詢，及時顯示經緯度和比例尺等信息；六是提供了防汛預案制定功能，可為預案編制提供歷史信息查詢、歷史防洪資料分析、歷史防洪工作經驗總結等，并結合當前防汛形勢制定出合理的防洪預案。

4.4 忻州市水利勘測設計院應用情況

忻州市水利勘測設計院主要負責全市水利工程的勘測、規劃和設計任務，任務多、時間緊，各種專題圖形的快速繪制工作十分重要。在使用滹沱河流域河道地理信息系統前，規劃和設計工作一般是先到測繪部門購買工程所在的地形圖，然后掃描到計算機中，再進行矢量化處理，最后進行水利工程的規劃和設計布置工作，不僅耗費大量的人力、物力和財力，而且影響工程進度。使用該系統后，可以根據需求輸出多種比例尺的地形圖，給水利工程的規劃設計工作帶來了極大便利，不僅降低了水利工程成本，而且提高了工作效率。

5 前景展望

忻州市滹沱河流域河道地理信息系統經過在河道管理中實踐應用后，將河道數字信息管理進行區劃，即工程信息、水環境和防汛管理，并開發出可操作性較強的管理系統；首次將樁號編碼管理模式引入河道地理信息系統，實現了樁號與河道信息的雙向快速查詢；采用分級用戶分級管理模式，編制了集河道工程、水環境、防汛、樁號查詢于一體的信息管理平臺，具有廣闊的應用前景。