河南省2013年度洪水風險圖編制過程與經(jīng)驗總結(jié)

□孫玉賢 □郭曉萌 □張玉杰（河南省水利勘測設(shè)計研究有限公司）

0 引言

洪水風險圖是實現(xiàn)洪水管理的重要基礎(chǔ)性工作。通過編制防洪保護區(qū)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(qū)土地管理、增強全民水患意識和洪水影響評價等領(lǐng)域提供基礎(chǔ)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(qū)社會經(jīng)濟的健康發(fā)展，并完成國家對該地區(qū)洪水風險圖編制任務(wù)的客觀要求。

按照水利部《關(guān)于開展2013年重點地區(qū)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(jīng)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(qū)）3 個重點區(qū)域洪水風險圖編制的試點工作。

1 資料搜集

1.1 外業(yè)調(diào)查與測量

首先，對3 個防洪保護區(qū)內(nèi)建筑物、構(gòu)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(qū)的現(xiàn)場調(diào)查報告。其次，在初步查勘的基礎(chǔ)上，結(jié)合各保護區(qū)二維洪水淹沒試算結(jié)果，由專業(yè)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(nèi)業(yè)資料收集與整理

收集、整理3 個防洪保護區(qū)內(nèi)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(guān)系；計算5，10，20a 設(shè)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(qū)間及較大支流各頻率設(shè)計洪水過程。整理3 個防洪保護區(qū)內(nèi)29 個縣（區(qū)）172 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、工業(yè)產(chǎn)值、單位數(shù)、固定資產(chǎn)等各類信息；統(tǒng)計整理歷史上經(jīng)常出現(xiàn)洪澇的地區(qū)、年份及受災情況。

2 數(shù)據(jù)加工處理及模型建立

2.1 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)加工處理

2.1.1 拼接及剪裁

根據(jù)計算范圍及繪圖范圍對DLG、DEM 標準基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)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(chǔ)地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為洪水風險圖要求的shp 格式數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)原始坐標系為生成的shp 格式數(shù)據(jù)賦以相應(yīng)的坐標系及投影屬性。

2.1.3 投影變換

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中1：5 萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，水普成果，河道斷面坐標等數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換精度，使用高精度控制點轉(zhuǎn)換參數(shù)，本項目委托河南省基礎(chǔ)地理信息中心進行相關(guān)數(shù)據(jù)的投影變換。

根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換為3 度分帶的投影坐標系。

2.1.4 格式及屬性處理

依據(jù)《洪水風險圖制圖技術(shù)要求》有關(guān)規(guī)定，根據(jù)不同比例尺空間整理相關(guān)要素圖層。根據(jù)洪水風險圖繪制系統(tǒng)要求，將水利工程要素分層并重新編碼，按照屬性表結(jié)構(gòu)要求，建立必要的屬性字段，并對屬性字段賦以相應(yīng)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(qū)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(tǒng)計采用中國水科院提供的“洪災評估損失系統(tǒng)”結(jié)合ArcGIS平臺進行。

3 經(jīng)驗總結(jié)

3.1 模型概化處理

在防洪保護區(qū)內(nèi)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(nèi)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(chǔ)上加快了建模速度，提高了工作效率。

3.2 基礎(chǔ)底圖是制約工作進展的關(guān)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(shù)據(jù)等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，各比例尺地圖均采用中國大地坐標系統(tǒng)2000，高斯-克呂格投影；1985 國家高程基準，翔實準確的基礎(chǔ)底圖是洪水風險圖編制工作的基礎(chǔ)和根本。

由于防洪保護區(qū)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(jīng)費不足?；A(chǔ)地形資料獲取的時間是制約洪水風險圖編制進度的關(guān)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(xié)調(diào)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(xié)調(diào)溝通，盡最大可能、最大限度給我們提供了地形測繪基礎(chǔ)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(chǔ)。

3.3 防洪保護區(qū)范圍大時，可分區(qū)計算，提高效率

河南省賈潁片防洪保護區(qū)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(qū)域面積5874km2。區(qū)內(nèi)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(qū)面積大，為提高計算速度、合理確定淹沒范圍，根據(jù)潰口設(shè)置情況，將賈潁片保護區(qū)劃分為三個計算分區(qū)。賈魯河和雙洎河所夾區(qū)域為A 區(qū)，面積2080km2；賈魯河、雙洎河、潁河和清潩河所夾區(qū)域為B 區(qū)，面積2470km2；清潩河和潁河所夾區(qū)域為C 區(qū)，面積1262km2。通過洪水模擬，三個計算區(qū)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(qū)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(qū)片的協(xié)調(diào)和溝通

涉及兩省或多省的防洪保護區(qū)，洪水淹沒范圍存在重疊區(qū)（簡稱結(jié)合片），由于洪水風險圖的編制單位不同，結(jié)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(xié)議，然后商榷互提資料的內(nèi)容，為了保證資料的安全、可靠和可用性，派專人至模型構(gòu)建現(xiàn)場互換技術(shù)資料。

3.5 重視基礎(chǔ)資料收集

由于片區(qū)內(nèi)近年做過很多規(guī)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(nèi)規(guī)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(chǔ)，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(yè)組合

項目組成員所學專業(yè)要涵蓋本項目所需的所有專業(yè)，包括規(guī)劃、水文、河流動力學、地理信息系統(tǒng)、測繪、數(shù)學模擬、水工、計算機等，配備專業(yè)齊全，特別是地理信息專業(yè)在數(shù)據(jù)處理、圖件繪制上給短時間內(nèi)完成任務(wù)提供很大的保障。