德州市重點區(qū)域洪水風(fēng)險圖編制研究

李　巖，秦　琳，唐慧慈（德州市水利局，山東 德州 253014）

德州市重點區(qū)域洪水風(fēng)險圖編制研究

李巖，秦琳，唐慧慈
（德州市水利局，山東 德州 253014）

【摘要】結(jié)合德州市實際，闡述了德州市重點區(qū)域洪水風(fēng)險圖編制的步驟和研究內(nèi)容，同時，論述了如何搭建基于GIS的德州市洪水風(fēng)險圖信息管理系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】德州市；重點區(qū)域；洪水風(fēng)險圖；信息管理系統(tǒng)

近年來，德州市不僅在防洪排澇工程建設(shè)方面加大建設(shè)力度，而且在防洪非工程措施方面加大投入，建成了集合水雨情信息、河道工程信息、天氣信息、實時查詢、數(shù)據(jù)分析等功能的防汛抗旱信息管理系統(tǒng)和防汛會商系統(tǒng)等。

洪水風(fēng)險圖作為重要的防洪非工程措施，可通過對特定區(qū)域在自然條件、洪水特性、工程情況、社會經(jīng)濟(jì)等相關(guān)因素的分析，運用水文學(xué)、水力學(xué)、歷史水災(zāi)調(diào)查等分析方法，更加直觀地展示洪水風(fēng)險區(qū)自然地理、經(jīng)濟(jì)社會、洪水特征、風(fēng)險分布以及避險措施等相關(guān)信息。所以，針對重點區(qū)域進(jìn)行洪水風(fēng)險圖編制研究是極其必要的。

1　洪水風(fēng)險圖的編制

1.1確定編制范圍

德州市境內(nèi)干流河道包括黃河、漳衛(wèi)南運河、徒駭河、馬頰河、德惠新河，其相應(yīng)防洪保護(hù)區(qū)以及恩縣洼滯洪區(qū)、主城區(qū)應(yīng)確定為洪水風(fēng)險圖編制研究的對象，納入編制范圍。對于歷史上曾發(fā)生大洪水并對防洪保護(hù)區(qū)造成威脅的漳衛(wèi)南運河，以及歷史上多次滯洪的恩縣洼滯洪區(qū)應(yīng)優(yōu)先考慮。

1.2基礎(chǔ)資料的收集整理

收集防洪保護(hù)區(qū)、滯洪區(qū)及主城區(qū)內(nèi)的自然地理、水文、暴雨與洪水、構(gòu)筑物及其調(diào)度規(guī)則、社會經(jīng)濟(jì)和洪澇災(zāi)害資料等基礎(chǔ)資料。地形地貌、河道斷面和土地利用等資料不能滿足洪水計算分析精度要求時，進(jìn)行現(xiàn)場查勘、遙感影像解譯，補(bǔ)充測量必要的高程點、斷面、線狀物和地形等。水文情勢有明顯變化且現(xiàn)有設(shè)計洪水成果未做相應(yīng)的修正時，對水文系列資料進(jìn)行一致性修正，復(fù)核設(shè)計洪水成果。

1.3資料整編與評估

將所收集的資料按照年份或者行政區(qū)劃進(jìn)行細(xì)化分類，并進(jìn)行編輯處理，包括去除冗余內(nèi)容，進(jìn)行必要的計算、統(tǒng)計、繪圖、掃描、數(shù)字化等?；A(chǔ)資料按風(fēng)險圖編制格式要求，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化整編處理。在數(shù)據(jù)處理上，應(yīng)采用較成熟的通用軟件，圖形處理可采用AutoCAD和地圖編輯工具，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可采用FME Suite，數(shù)據(jù)處理和屬性輸入可利用ArcGIS軟件。

1.4洪水分析方法

確定洪水分析方法時，要與不同類型洪水風(fēng)險圖的編制要求、基礎(chǔ)資料條件相匹配。黃河、漳衛(wèi)南運河、徒駭河、馬頰河、德惠新河防洪保護(hù)區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用水力學(xué)法進(jìn)行洪水分析，采用二維水動力學(xué)模型進(jìn)行計算，并以通過設(shè)計暴雨計算得到的凈雨過程作為暴雨內(nèi)澇加入到二維模型中；恩縣洼滯洪區(qū)優(yōu)先采用二維水動力學(xué)模型，對衛(wèi)運河南陶站至四女寺水利樞紐建立一維水力學(xué)河道洪水演進(jìn)模型，蓄滯洪區(qū)建立二維水力學(xué)模型；主城區(qū)洪水風(fēng)險計算的水力學(xué)模型要能夠合理反映城市各種建筑物對洪水產(chǎn)生的影響，同時考慮到城市地下排水管網(wǎng)資料的獲取難度較高，可以采用簡化方法模擬計算城市地下排水管網(wǎng)的排水情況。原則上應(yīng)采用水力學(xué)法，在資料條件不具備時，可根據(jù)城市類型和資料條件考慮采用水文學(xué)法。

1.5計算方案分析與擬定

首先分析洪水來源：漳衛(wèi)新河右堤防洪保護(hù)區(qū)、恩縣洼滯洪區(qū)、主城區(qū)的可能洪水來源主要有漳河、衛(wèi)河、衛(wèi)運河來水、區(qū)域暴雨內(nèi)澇、上游進(jìn)入本區(qū)的澇水；徒駭河、馬頰河、德惠新河防洪保護(hù)區(qū)的可能洪水來源主要有上游來水、區(qū)域暴雨內(nèi)澇、上游進(jìn)入本區(qū)的澇水。河道洪水量級為：20年、50年和100年一遇的設(shè)計洪水；保護(hù)區(qū)設(shè)計暴雨標(biāo)準(zhǔn)為：5年、10年與20年一遇。

根據(jù)洪水來源分析，洪水組合方式分為：河道20年一遇洪水在不同位置潰決的單一潰口洪水過程與保護(hù)區(qū)5年一遇暴雨內(nèi)澇組合；河道50年一遇洪水在不同位置潰決的單一潰口洪水過程與保護(hù)區(qū)10年一遇暴雨內(nèi)澇組合；河道100年一遇洪水在不同位置潰決的單一潰口洪水過程與保護(hù)區(qū)20年一遇暴雨內(nèi)澇組合。

計算分區(qū)劃分時，針對防洪保護(hù)區(qū)，德州境內(nèi)黃河、漳衛(wèi)南運河、徒駭河、馬頰河、德惠新河5大干流之間大體可劃分為4大計算區(qū)域；對于滯洪區(qū)，恩縣洼滯洪區(qū)作為1個計算區(qū)域；對于主城區(qū)，按漳衛(wèi)南運河、岔河、減河及馬頰河位置可劃分為3個計算區(qū)域。

潰口設(shè)定時，由于德州市屬平原地區(qū)，所以主要針對河道洪水漫溢以及河道堤防險工險段易出現(xiàn)潰口（漫溢）問題，重點考慮主要河流險工險段或歷史潰口（漫溢）處作為潰口假設(shè)條件設(shè)置潰口，計算一處潰決條件下的洪水淹沒情況，作為潰口假設(shè)條件。

1.6洪水影響分析與損失評估

根據(jù)洪水計算得到的淹沒范圍、淹沒水深、淹沒歷時等要素，結(jié)合淹沒區(qū)社會經(jīng)濟(jì)情況，統(tǒng)計出不同計算區(qū)內(nèi)不同量級洪水的最大淹沒范圍、最大淹沒水深、受淹沒耕地面積、受淹交通（鐵路、公路、高鐵等）、受影響的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和人口數(shù)量等，并根據(jù)洪水淹沒水深、淹沒歷時、財產(chǎn)特點等，評估受洪水淹沒范圍內(nèi)各類財產(chǎn)損失情況。

1.7避險轉(zhuǎn)移分析

進(jìn)行避險轉(zhuǎn)移分析時，選擇50年一遇潰堤洪水與10年一遇暴雨組合、100年一遇潰堤洪水與20年一遇暴雨組合，提取所有潰口方案計算所得水深、淹沒范圍的最大值，繪制包絡(luò)圖，同時綜合人口分布、撤離道路、安置條件等進(jìn)行避險轉(zhuǎn)移分析，確定轉(zhuǎn)移人員數(shù)量，擬定安置場所，制定轉(zhuǎn)移路線。

1.8洪水風(fēng)險圖繪制

采用中國水科院洪水風(fēng)險圖繪制系統(tǒng)（FMAP），將洪水風(fēng)險圖繪制所需信息納入洪水風(fēng)險圖繪制系統(tǒng)，以基礎(chǔ)地理信息地圖為工作地圖，繪制各方案洪水風(fēng)險基本圖，包括洪水淹沒水深分布圖、洪水到達(dá)時間圖、洪水流速分布圖等，并根據(jù)避險轉(zhuǎn)移分析進(jìn)行避險轉(zhuǎn)移圖的繪制。

2　洪水風(fēng)險圖信息管理系統(tǒng)建設(shè)

信息管理系統(tǒng)總體可分為基礎(chǔ)信息管理模塊、洪水分析管理模塊、洪水風(fēng)險圖繪制模塊、洪水仿真模擬模塊、洪災(zāi)損失評估模塊和系統(tǒng)管理模塊等。1）基礎(chǔ)信息管理模塊：主要針對地形地貌信息、水文信息、防洪排澇工程信息進(jìn)行顯示、查詢、輸入、編輯、輸出等操作。2）洪水分析管理模塊：針對不同的洪水分析對象，選擇適宜的洪水分析方法，計算洪水淹沒風(fēng)險信息成果，為洪水演進(jìn)過程仿真模擬、洪水風(fēng)險圖繪制提供信息。3）洪水風(fēng)險圖繪制模塊：利用洪水分析及模型數(shù)據(jù)結(jié)果，形成各種方案的洪水風(fēng)險圖。4）洪水仿真模擬模塊：具有邊界條件生成、模型計算和數(shù)據(jù)輸出等功能，并能夠在背景地圖上演示洪水演進(jìn)過程。5）洪災(zāi)損失評估模塊：在對社會經(jīng)濟(jì)信息和歷史洪災(zāi)損失調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定洪災(zāi)損失評估模塊所需參數(shù)，并對洪災(zāi)損失進(jìn)行統(tǒng)計分析，為防汛指揮部門決策提供參考依據(jù)，還可結(jié)合遙感影響對洪災(zāi)損失進(jìn)行評估。6）系統(tǒng)管理主要是指系統(tǒng)權(quán)限管理、用戶管理和幫助信息。

3　結(jié)語

洪水風(fēng)險圖的編制可為當(dāng)?shù)卣退块T制訂防洪規(guī)劃提供參考；可為各級防汛指揮部門的防洪調(diào)度、指揮抗洪減災(zāi)提供直觀靈活的實用工具；可根據(jù)洪水風(fēng)險圖設(shè)立各種形式的警示標(biāo)志，能減少洪水發(fā)生時不必要的損失。

（責(zé)任編輯崔春梅）

【中圖分類號】TV87

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-09-0045-02

收稿日期：2015-03-16

作者簡介：李巖（1978—），男，工程師