山洪災害外業調查方法

2016-08-11 07:30:19黃長紅吳士夫黎炎慶

水利水電快報 2016年7期

黃長紅　　吳士夫　　黎炎慶　　柳　鵬

(長江水利委員會水文局長江中游水文水資源勘測局，湖北武漢　430012)

災害防治

山洪災害外業調查方法

黃長紅吳士夫黎炎慶柳鵬

(長江水利委員會水文局長江中游水文水資源勘測局，湖北武漢430012)

摘要：山洪災害調查以防治區總體情況普查為基礎，通過深入調查區域內暴雨特性、小流域特征、社會經濟和歷史山洪災害等情況，分析小流域洪水規律，評價重點防治區內居民點、自然村落、集鎮和城鎮的防洪現狀，科學劃定山洪災害危險區，為進一步開展山洪災害監測預警和防御、工程治理等山洪災害防治工作提供基礎信息和支撐。結合云南省紅河縣山洪災害調查工作的實例，闡述了進行外業調查的人員分工及職責、調查裝備的基本配置、外業操作的步驟和方法以及調查過程中常見的問題和解決方法。分析認為，合理的人員分工、齊全的裝備配置以及條理清晰的實施步驟更有利于山洪災害外業調查工作的順利開展。

關鍵詞：山洪災害;外業調查;調查方法

1　概　述

云南省紅河州紅河縣開展山洪災害調查是該縣山洪災害調查《實施方案》中規定的重要任務之一，擬通過此次工作，進一步對紅河縣防治區總體情況進行普查，并在重點防治區內選擇典型和重要沿河村落及城集鎮開展詳細調查，基本查清紅河縣山洪災害區域內人口分布、災害程度、主要誘因，現有山洪災害防治設施的數量、分布、運行狀況，以及需防洪治理重點山洪溝的基本情況。這些成果將為紅河縣進一步開展山洪災害監測預警和防御、工程治理等山洪災害防治工作提供基礎信息和支撐。目前，山洪災害外業調查工作有明確的調查內容，但缺少規范的實施步驟和工作方法，本文依據紅河州紅河縣山洪災害外業調查工作的實踐，針對所調查的內容，對外業調查的工作步驟、方法和工作中常見問題進行了分析與總結。

2　調查內容

(1) 以縣級行政區劃為單位，通過內業整理和現場調查，獲取縣(市、區)、鄉(鎮、街道辦事處)、行政村(居民委員會)、自然村(村民小組)和山洪災害防治區內的企事業單位(包括受山洪災害威脅的工礦企業、學校、醫院、景區等)的基本情況和位置分布，包括居民區范圍、人口、戶數、住房數等，初步確定山洪災害危害程度。

(2) 以省級行政區劃為單位，以水文分區或縣級行政區劃為單元，收集整理山洪災害防治區水文氣象資料和小流域暴雨洪水分析方法的資料。

(3) 對統一劃分的小流域及其基礎數據進行現場核查。根據地形地貌、社會經濟和涉水工程現勢性變化情況，以及分析評價工作需要，使用現場采集終端，對小流域出口節點位置、土地利用和土壤植被進行核查，對有變化的區域提出修改建議，填寫小流域名稱。

(4) 在共享第1次全國水利普查有關水利工程成果的基礎上，重點調查防治區內影響居民區防洪安全的塘(堰)壩、路涵、橋梁等涉水建筑物基本情況。

(5) 調查統計該縣歷史山洪災害情況，包括山洪災害發生次數、發生時間、地點和范圍，以及災害損失情況，重點是建國以來發生的山洪災害，確保不遺漏發生人員傷亡的山洪災害事件。

(6) 在受山洪災害威脅的沿河村落，通過現場查勘、問詢、洪痕調查和專業分析等方法，調查歷史最高洪水位或最高可能淹沒水位，調查成災水位，綜合確定可能受山洪威脅的居民區范圍(危險區)，調查危險區內居民基本情況、企事業單位信息，在工作底圖上標繪出危險區范圍及轉移路線和臨時安置點。

(7) 對具有區域代表性的典型歷史山洪參照水文調查規范開展調查，調查洪水痕跡，對洪痕所在河道斷面進行測量，并收集歷史洪水對應的降雨資料，計算洪峰流量，估算洪水的重現期。

(8) 對需要防洪治理的山洪溝基本情況進行調查，內容包括山洪溝名稱、所在行政區、現狀防洪能力、已有防護工程情況；山洪溝附近受山洪威脅的鄉(鎮)、村莊數量；人口、耕地、重要公共基礎設施情況；主要山洪災害損失情況、需采取的治理措施等。

(9) 以縣級行政區劃為單元，統計山洪災害防治非工程措施建設成果，包括自動監測站、無線預警廣播(報警)站、簡易雨量站和簡易水位站等的位置和基本情況。

(10) 對影響沿河村落安全的河道進行控制斷面測量，以滿足小流域暴雨洪水分析計算、現狀防洪能力評價、危險區劃分和預警指標分析的要求?？刂茢嗝鏈y量成果要反映河道斷面形態和特征，標注成災水位、歷史最高洪水位等。

(11) 在防治區山洪災害調查的基礎上，對重點防治區內受威脅的居民區人口、住房位置、高程和數量等進行現場詳查，以獲取居民沿高程分布情況。

3　準備工作

3.1人員分工及職責

為確保項目順利實施，首先應成立山洪災害調查評價項目部，項目部下設安全、后勤及協調組，質量控制組，資料收集及洪災普查組，沿河村落詳查組。

(1) 安全、后勤及協調組。負責項目部各組的安全教育、安全制度和措施的落實，督促各組組長(各組組長為本組安全負責人)注意安全；負責項目部各組技術裝備的組織和調配；負責與縣市業務聯系、審查會議的協調。

(2) 質量控制組。根據工作開展進度，對每個環節的成果進行檢查，重點是在4個環節上配合業主加強檢查。

(3) 資料收集及洪災普查組。負責水文基本資料收集處理，包括暴雨參數、水文站歷年最大流量及統計參數、暴雨洪水資料，以及各小流域的設計暴雨洪水計算方法及相應參數取值、編制各縣市水文資料收集整理工作報告，負責歷史山洪災害調查，包括內業調查。

(4) 詳查組。對沿河村落溝道控制斷面進行測量(含控制點設立)，居民戶沿高程分布測量，成災水位及最高水位確定，圖像采集，危險區調查。組長負責該組資料的統計和檢查，總負責人負責該縣資料的匯總和審核。

3.2裝備資源配置

裝備資源配置見表1。

表1　調查裝配的基本配置

部分裝備技術參數要求如下。

(1) 筆記本電腦。CPUi5及以上、內存不小于4 G、屏幕頻率分辨率不低于1 024×768、支持藍牙、3個以上USB接口、備用電池不少于2塊，單塊電池待機時長不少于3 h。

(2)GPS終端。WGS84坐標系、定位精度小于10 m誤差、實時記錄并存儲運動軌跡、軌跡數據支持導出通用GIS常用數據格式(如GPX、KML等格式)。

4　具體實施步驟

4.1普查組工作

根據水利局提供的名錄進行普查，普查組人員與當地防辦現場查勘，并經縣防辦簽字確認，重新形成沿河村落和危險區名錄，普查組人員應依據自然村的現場情況，確定名錄中自然村性質劃分，即行政區、防治區、重點防治區、沿河村落或危險區，見圖1。

圖1　自然村落性質劃分

外業調查測量的區域就是名錄中的山洪災害威脅區，分為兩類調查：①重點防治區中的沿河村落(村落1、2)，此類需詳查；②一般防治區中的危險區(村落3)，此類只需要普查。

普查組進入工地與當地防辦溝通收集分析評價內業資料，主要有3類：

(1) 防治區基本情況調查表。將村組名錄A類表(A1～A13)交給水務局，由水務局組織人員填寫。

(2) 其他資料。一般包括水系圖、各鄉鎮防汛預案(到村一級更好)、各鄉鎮防汛責任人聯系方式、水利普查成果(水庫、電站、堤防)、年鑒、水利志和介紹信。

(3) 小流域核查。根據水系圖與現場測量調查情況，詢問水管所相關人員，對小流域進行核查。包括命名、節點位置修改和土地利用分類等。

4.2詳查組工作

普查組確定名錄中的危險區和沿河村落后，將資料交給詳查組，詳查組即開展危險區調查和沿河村落詳查。

4.2.1 危險區調查步驟和方法

(1) 根據調查歷史最高洪水位，綜合確定山洪災害危險區，并在工作底圖上標繪危險區范圍(外業測量時測一個坐標)。山洪災害危險區應按照100 a一遇洪水可能威脅到的范圍確定。建議采用RTKCORS測量村落沿河邊最低一戶的宅基地坐標和高程作為該危險區的成災水位點。

(2) 調查并在工作底圖上標注成災水位，拍攝危險區所在防治區照片(村貌)。

(3)調查危險區內的社會經濟情況，填寫危險區基本情況調查表B02。

(4) 現場查勘，綜合確定轉移路線和臨時安置點(測坐標)，并在工作底圖上進行標繪。

(5)以行政村為單元，調查危險區內企事業單位情況，填寫表B03，拍攝照片，并將企事業單位標注在工作底圖上。

(6) 普查一般防治區內的無線預警廣播、簡易雨量站、簡易水位站、自動監測站等測量拍照，并依次填寫非工程措施核查表B10～B13。

4.2.2沿河村落詳查步驟和方法

進行沿河村落詳查時，應將詳查組細分為斷面測量組和房屋詳查組，外業測量應做調查日志記錄、測量日志記錄，由組長負責，重點記錄每天調查的村落、河流名稱、溝道斷面測量和歷史山洪災害情況。

4.2.2.1房屋組任務

(1) 架站做控制點(每個自然村至少一對控制點，并拍照做好點之記)，基站宜架設在村子地勢較高、周圍無遮擋的地方，架好基站可對整個村莊進行拍照。測量時先架好RTK基站，RTK流動站以附近已知點做校正和比測后開始測量。如附近無已知點，則宜采用RTKCORS測定兩個固定點，作為該村控制點，后架基站在CORS成果的基礎上對兩個控制點進行校正、比測并開始測量。比測成果應及時填記到GPS比測成果表中，比測精度要求平面誤差不超過±0.1 m，高程誤差不超過±0.2 m。目前一般采用南方、天寶、中海達等GPS，其信號較好時RTK固定解精度在0.05 m以內，可以滿足要求。

(2) 查出歷史洪痕，測出其高程，在旁邊相應的河流測水邊高(或河底高)，算出高差1(當歷史洪痕不在斷面上時)，將該組最低處家庭(最先受災)的宅基地高程作為該村的成災水位，再在其對應的河邊測水邊高(或河底高)，算出高差2，將這兩個高差通告河道組。高程測量均采用已比測好的RTK進行，精度要求必須是RKT固定解。

(3) 根據歷史洪痕高程調查在其3～5 m以內的所有房屋，然后拍照，并填好沿河村落居民表格B08(有城鎮任務填寫B09)。

(4) 至少查找出3個歷史洪痕，越多越好，時間最好精確到洪痕發生當日，明確河道是否有改變(如河道加寬等，如果河道發生改變就應查明改變后最高的一次水位)，指認拍照，并填好歷史山洪災害洪水調查表B15。

(5) 對無線預警廣播站、簡易雨量站、簡易水位站，企事業單位都要采點、照相，填好相應表格，并標記出每個村的安置點。

(6) 測完后進行比測，比測表每縣一張。同時把每天做的控制點成果錄入控制點成果表，每縣一張。

4.2.2.2斷面測量組任務

(1) 針對每個自然村落、重要集鎮和重要城鎮，需測量 1 個縱斷面和 3 個及以上橫斷面，如有多條支流匯入，每條支流應加測 1 個縱斷面和 3 個及以上橫斷面。斷面組采用與房屋組同一基站的“一托二”RTK流動站，并在兩個控制點上做校正和比測。其比測和測量精度要求與房屋組相同。

(2) 沿河村落、重要集鎮和重要城鎮的上下游橫斷面間距，視河段坡降大小、斷面變化程度及村落大小而定，一般約300～500 m(上下斷面超出距離時加設斷面)。選取的橫斷面應能反應河道形狀，盡量選擇河勢平穩、河道順直、兩岸無橫比降、無漩渦、匯流和死水的河段。橫斷面應垂直于流向，其間不能有橋梁、堰、陡坎和卡口等。縱斷面測量沿溝道深泓線(山谷線)布置，并向上下游斷面外各延伸 100～200 m，點距應不少于20 m。

(3) 橫斷面水上部分應測至歷年最高洪水位 3～5 m 以上(同時應高于成災水位)，對于漫灘大的河流可只測至洪水邊，有堤防的河流應測至堤防背河側的地面，無堤防而洪水漫溢至與河流平行的鐵路、公路圍圩時則測至其外側。

(4) 根據房屋組調查的高差2，將調查位置的成災水位轉移到各個斷面上以確定成災水位。根據調查的高差1，將調查位置的歷史最高洪水位轉移到各個斷面上以確定斷面上的歷史最高洪水位。(當歷史洪痕不在斷面上時，用距離最近的歷史洪痕高差轉移)。

5　應注意的問題

5.1照片

沿河村落的每個橫斷面至少附照片 2 張，左右岸各 1 張，縱斷面1張，根據斷面起伏適當增加照片。橋梁涵洞等必須有照片(3張，長×寬×高)

5.2斷面特征點選取原則與要求

(1) 橫斷面應以左岸斷面樁的起點作為橫斷面的基點(即起點距的零點)。

(2) 當溝道斷面穿過建筑物、構筑物時，斷面上應增加如下特征點：①斷面穿過堤防時，斷面上增加兩個特征點，即堤頂點和堤底點；②斷面穿過阻水樹林時，斷面上增加兩個特征點，即兩個樹林邊界點。③斷面穿過阻隔河道的建筑物時，斷面上增加兩個特征點，即兩個建筑物邊界點。

(3) 斷面特征點及野外測量編碼應符合表2的規定。

表2　斷面特征點及野外編碼對照

(4) 每個河道橫斷面應不少于8個能反映河道特征的特征點，具體如下：左右岸斷面邊界點、邊坡陡變點、常水位線、歷史洪水位淹沒點、河灘點、深泓線點(或河底點)，以及成災水位點。云南實施方案要求水下點不少于3～5個。

5.3測量資料內業整理

(1) 依據國家最新行政區域劃分和地方提供自然村組名錄將行政區劃調整到位，包括核對自然村名稱和行政區劃代碼。

(2) 將原始數據(測量數據、照片)導入電腦保存。

(3) 縱橫斷面整理與導入終端(含成果表和照片、先導入縱斷面再導入橫斷面)，房屋資料整理與導入終端(含成果表和照片)。

(4) 合理性分析斷面位置、水面線、歷史洪痕以及成災水位上下游對應性等。

(5) 進行非工程措施核查及涉水工程核查時，現場填好紙質核查表，同時拍攝核查對象照片并命名，完成全部核查任務后，將核查數據表格和照片一次性導入終端。

(6) 做好點之記、控制點成果表、比測表。

5.4歷史洪水調查

分為內業調查和外業調查。內業調查，即調查區縣的歷史洪水情況，并確定典型洪水調查的場次和流域，收集降水資料。外業調查，即測量典型洪水調查河段的縱橫斷面和歷史洪痕，填寫表B15。外業歷史山洪災害洪水調查與房屋組測歷史洪痕一同進行，測量高程采用歷史洪痕所測高程，同時用紅油漆標注歷史洪痕位置線、發生時間和場次，并將指認人手指洪痕標注進行拍照，現場完成紙質表B15的填寫。內外業調查完成后進行內業分析，繪制洪水調查河段縱橫斷面圖，估算洪峰流量和洪水重現期，編寫歷史洪水調查報告。

5.5典型居民戶調查

4類居民戶住宅分別調查3戶，拍照、測坐標、繪制平面圖、填寫表A14、A15并錄入終端。坐標采集宜采用RTKCORS進行。

5.6山洪溝治理調查

進行內業調查，水利局提供需治理山洪溝名錄，測量沿河村落時對名錄進行核查，居民戶較為集中且容易受災河段為需治理山洪溝，填寫表B04，結合水利局提供名錄形成最終名單。

5.7資料交付

外業測量完成后，將所有數據錄入終端，并將內業調查的相關資料錄入終端，整合終端數據，導出多媒體文件和數據文件后，審核匯集軟件并確保通過。編寫山洪災害審核匯集報告、山洪災害調查報告和歷史洪水調查分析報告。將所有資料按要求整理好后提交，分析評價組編寫分析評價報告。

6　常見問題分析

(1) 入戶調查或詢問歷史洪痕等信息時，發生當地居民不配合的情況。一般在進行沿河村落詳查前，應提前聯系當地水利站，由水利站工作人員陪同進行沿河村落詳查，確保調查工作順利進行。

(2) 指認人無法確認歷史洪痕的情況。年代久遠的洪水，一般留下的印記非常少，調查人員也很難確定洪痕位置，所以盡量選擇近些年發生的、洪痕清晰的、印象深刻的洪水進行調查。

(3) 橫斷面遇到圍墻、擋墻及房屋等建筑物時測量工作的開展。圍墻、擋墻及房屋等建筑物后面過流時，需測至圍墻后面滿足高程要求的位置，測出其輪廓。如果是死水則只測至擋墻處即可。

(4) 斷面布設問題。對于沿河距離較短，測3個斷面涵蓋上下游房屋時，斷面間距就會很短，可能只有100 m左右。斷面間距視河段坡降大小、斷面變化程度而定，300～500 m只是一般情況，不是硬性規定。

(5) 縱橫斷面拍照的問題。①縱斷面拍照的目的是通過照片了解河床構成。②橫斷面拍照的目的是通過照片了解河床構成及兩岸植被覆蓋情況，便于后期確定糙率，要求能同時看到河底和一岸的植被覆蓋情況。

(6) 實際調查中工程量與實施方案不符。若發生這種情況，應實事求是，根據實際情況進行調查，但需先與地方上協調好。泥石流、滑坡等地質災害不屬于山洪災害調查的范疇，應將其排除掉。

7　結　語

以云南省紅河州紅河縣山洪災害外業調查為例，列舉的準備工作可以基本滿足基本山洪外業調查工作所需人力和裝備資源配置；按照具體實施步驟開展的調查，有利于順利、全面、高效完成所進行的山洪災害外業調查工作；常見問題和分析基本涉及到開展外業調查工作中遇到的問題。經斟酌的解決方案正確、合理，且紅河縣山洪災害調查內容較為全面，因此該方案可以為其他各縣山洪災害外業調查工作提供參考。

(編輯：朱曉紅)