河南省2013年度洪水風險圖編制過程與經驗總結

□孫玉賢 □郭曉萌 □張玉杰（河南省水利勘測設計研究有限公司）

0 引言

洪水風險圖是實現洪水管理的重要基礎性工作。通過編制防洪保護區洪水風險圖，可為防汛部門開展防汛指揮、洪水風險管理、洪水風險區土地管理、增強全民水患意識和洪水影響評價等領域提供基礎信息，進而推動洪水風險管理制度的建立和洪水風險管理工作的全面開展，可進一步提高洪水災害的防范能力，減少洪災損失，促進防洪保護區社會經濟的健康發展，并完成國家對該地區洪水風險圖編制任務的客觀要求。

按照水利部《關于開展2013年重點地區洪水風險圖編制的通知》，省水利廳會同財政廳組織編寫了《河南省洪水風險圖編制項目2013年度實施方案》，經審核，河南省開展泉潁片（豫）、洪泉片（豫）和賈潁片（以下簡稱3 個防洪保護區）3 個重點區域洪水風險圖編制的試點工作。

1 資料搜集

1.1 外業調查與測量

首先，對3 個防洪保護區內建筑物、構筑物、高出地面0.50m線狀地物、河道、堤防等進行實地查勘，并編寫3 個防洪保護區的現場調查報告。其次，在初步查勘的基礎上，結合各保護區二維洪水淹沒試算結果，由專業測量人員進行實地測量，對涉及到的線狀地物（鐵路、公路等）及橋梁、涵洞進行了詳細的補充測量，以滿足項目編制成果深度要求。

1.2 內業資料收集與整理

收集、整理3 個防洪保護區內尚集等79 個雨量站1956-2010年最大1，3，7，15d 面雨量；收集、整理漯河等11 個水文站歷年實測洪水過程及水位流量關系；計算5，10，20a 設計凈雨過程；計算賈魯河、潁河、沙河、小洪河、汾泉河一維河道模型上邊界、區間及較大支流各頻率設計洪水過程。整理3 個防洪保護區內29 個縣（區）172 個鄉鎮人口、農業產值、工業產值、單位數、固定資產等各類信息；統計整理歷史上經常出現洪澇的地區、年份及受災情況。

2 數據加工處理及模型建立

2.1 基礎地理數據加工處理

2.1.1 拼接及剪裁

根據計算范圍及繪圖范圍對DLG、DEM 標準基礎地理數據進行拼接和剪裁，使之符合計算范圍要求。

2.1.2 格式變換

將收集的基礎地理數據轉換為洪水風險圖要求的shp 格式數據，并根據數據原始坐標系為生成的shp 格式數據賦以相應的坐標系及投影屬性。

2.1.3 投影變換

基礎數據中1：5 萬基礎地理數據，水普成果，河道斷面坐標等數據均未采用國家2000 坐標系，需要進行西安80 到國家2000 或北京54 到國家2000 的投影變換。為了有效保證轉換精度，使用高精度控制點轉換參數，本項目委托河南省基礎地理信息中心進行相關數據的投影變換。

根據基礎數據要求，5000～10000 比例采用高斯-克呂格投影，3 度分帶；2.50～50 萬采用高斯-克呂格投影，6 度分帶。需要將國家2000 地理坐標系轉換為3 度分帶的投影坐標系。

2.1.4 格式及屬性處理

依據《洪水風險圖制圖技術要求》有關規定，根據不同比例尺空間整理相關要素圖層。根據洪水風險圖繪制系統要求，將水利工程要素分層并重新編碼，按照屬性表結構要求，建立必要的屬性字段，并對屬性字段賦以相應值。

2.2 模型建立

選用MIKE11 建立一維水力學模型，進行河道洪水和潰口分洪流量計算；選用MIKE21 建立保護區二維非恒定流模型，以潰口出流過程作為輸入條件進行潰堤洪水風險分析計算；災情統計采用中國水科院提供的“洪災評估損失系統”結合ArcGIS平臺進行。

3 經驗總結

3.1 模型概化處理

在防洪保護區內對洪水演進形成阻滯的線性建筑物有大量橋梁、涵洞等過水建筑物。大量高速公路、鐵路的橋梁、涵洞等過水建筑物要添加到二維計算模型中，工作量大，增加了建模的時間，因此我們改進了在模型中添加過水建筑物的方法。具體做法為在各橋梁、涵洞范圍內降低建筑物（各公路、鐵路）頂部高程至原地面高程，從而形成缺口，并對部分間距過小的涵洞進行了適當簡化合并處理，將整條線性建筑物在模型文件中以堤防（Dike）的形式進行添加，在保證計算精度的基礎上加快了建模速度，提高了工作效率。

3.2 基礎底圖是制約工作進展的關鍵因素

洪水風險圖編制需要收集包括DEM、DLG、線狀地物、水普及斷面數據等基礎地理信息數據，各比例尺地圖均采用中國大地坐標系統2000，高斯-克呂格投影；1985 國家高程基準，翔實準確的基礎底圖是洪水風險圖編制工作的基礎和根本。

由于防洪保護區洪水風險圖編制需要的地形資料范圍大、圖幅多、且涉及保密問題，從測繪局直接購買不僅難度大，且經費不足。基礎地形資料獲取的時間是制約洪水風險圖編制進度的關鍵因素，為了保證項目的進度，按公益性項目通過政府部門來協調解決是最有效的辦法。在編制過程中河南省防辦給予了大力支持，積極與省測繪局協調溝通，盡最大可能、最大限度給我們提供了地形測繪基礎資料，促進了我省防洪風險圖編制項目的步伐，也為我公司后期風險圖編制項目打下了堅實的基礎。

3.3 防洪保護區范圍大時，可分區計算，提高效率

河南省賈潁片防洪保護區地處河南省中東部的黃淮平原，介于賈魯河右岸與潁河左岸之間，區域面積5874km2。區內洪水風險主要來源于賈魯河及支流雙洎河、潁河及支流清潩河。由于保護區面積大，為提高計算速度、合理確定淹沒范圍，根據潰口設置情況，將賈潁片保護區劃分為三個計算分區。賈魯河和雙洎河所夾區域為A 區，面積2080km2；賈魯河、雙洎河、潁河和清潩河所夾區域為B 區，面積2470km2；清潩河和潁河所夾區域為C 區，面積1262km2。通過洪水模擬，三個計算區相互不串流。如果按A0、A3 圖幅繪制整個賈潁片風險圖，就會看不清楚，效果差，按分區計算后，一是提高了計算的速度；二是完成的洪水風險圖效果好。

3.4 跨省區片的協調和溝通

涉及兩省或多省的防洪保護區，洪水淹沒范圍存在重疊區（簡稱結合片），由于洪水風險圖的編制單位不同，結合片存在需要互提資料的問題，首先各承擔單位需要簽署保密協議，然后商榷互提資料的內容，為了保證資料的安全、可靠和可用性，派專人至模型構建現場互換技術資料。

3.5 重視基礎資料收集

由于片區內近年做過很多規劃及河道治理，本次在項目初期我們充分收集到大量的流域內規劃及河道治理資料，給洪水計算的可靠性提供了保障。另水文分析是洪水分析的基礎，我們水文分析工作起步早、工作細致，給后序工作提供了很大的保障和充足的時間。

3.6 重視團隊專業組合

項目組成員所學專業要涵蓋本項目所需的所有專業，包括規劃、水文、河流動力學、地理信息系統、測繪、數學模擬、水工、計算機等，配備專業齊全，特別是地理信息專業在數據處理、圖件繪制上給短時間內完成任務提供很大的保障。