滹沱河流域河道地理信息管理系统应用实践

李霄荣

（忻州市河道工作站，山西 忻州 034000）

1 意义及目标

滹沱河流域河道的管理方式以传统手工作业为主，信息以表格、图片或文件资料形式保存，查询、存储、流通和管理极不方便，容易出错，费工费时，难以实现信息更新、数据处理、统计分析。其地理信息管理系统开发建立的主要目标是：通过建立一个与滹沱河流域河道管理相关的数据库和管理平台，将河道信息、工程情况、管理现状、河道环境、规划治理等信息数据以及相关的法律法规进行整合管理，用信息化管理技术改造传统水利管理行业，实现河道管理信息的采集、传输、存储、查询、及时更新、统计分析、成果输出等功能，为河道管理决策提供科学依据，改善河道管理部门的政府职能，提高河道管理部门的信息处理精度和工作效率，从而促进河道资源的可持续利用和社会环境的协调发展。

2 流域概况

滹沱河是忻州境内最长、最重要的一条河流。多年来，各级政府十分重视对滹沱河的开发治理。1998年对下茹越—济胜桥160 km河段进行重点治理，兴建堤防163 km，挑坝61条，堤防护坡16 km，建筑物142处，防洪能力达到20年一遇。但由于上游河道坡陡弯急，加之年久失修，受洪水冲刷影响，堤防防洪能力降低，浆砌石堤防冻融破坏严重。加之流域植被较差，上游水土流失严重，致使下游及滹沱河干流淤积严重，河床不断抬高，上中下游水质受到不同程度的污染。为保障滹沱河流域的防洪安全，改善河道水环境，确保对河流的合理开发、高效利用，必须加快河道管理信息化建设，全面提升滹沱河流域的现代化管理水平。

3 主要技术内容

滹沱河流域河道地理信息管理系统包括以下6项技术内容：河道基础信息图库和河道信息图库；河道空间数据格式和图式图例标准；较为完备的河道地理信息数据库框架；河道桩号编码管理模式，实现桩号和河道信息的双向快速查询，提高信息查询效率；分级用户分级功能管理编制的专用河道数字信息管理平台，包括工程信息管理、河道水环境管理和河道防汛管理3个子系统；河道地理信息管理系统，包括收集和整理相关资料、建立动态地理信息数据库、构建数据标准和信息模式及编制信息管理专用平台等。

4 应用情况

滹沱河流域河道地理信息管理系统在忻州市河道管理站、忻州市防汛抗旱指挥部办公室、忻州市水利勘测设计院及滹沱河忻州段的6个县、市（繁峙县、代县、原平市、忻府区、定襄县、五台县），应用效果良好，实现了各级管理部门之间的信息交换与共享。

4.1 忻州市河道理站应用情况

忻州市河道管理站负责全市河道的日常管理业务。辖区内河流众多，流域面积在100 km2以上的河流达60多条，其中滹沱河干流河道的日常管理维护是极其重要的工作之一。滹沱河流域河道地理信息管理系统建立后，经过3年多的实践应用，解决了过去因信息查询滞后、统计分析缓慢、人为操作误差大等信息处理难题，既满足了河道日常管理工作需求，又可以及时、准确地为管理决策提供必要的数据信息和专题图形，取得了明显效果。主要表现在以下方面：一是图形信息资料较新，河道、水文站、桥梁、拦河坝等涉河建筑物位置信息准确，对应的属性信息详尽全面，可以满足日常管理的需求。二是操作界面简洁，菜单结构设计合理，操作简单，可以实现数据库的管理更新、图形的编辑、管理功能的维护和完善等。三是提供了强大的查询功能，可以适应不同需求下各类信息的快速查询、查找、定位、交互等。特别是桩号信息的查询方式，便于快速、准确地定位建筑物地理位置以及与河道的隶属关系。四是用1∶10 000地形图生成的河道带状三维立体模型，将河道两岸管理范围内的地形地貌、水系干支流位置关系等信息展示于电脑屏幕中。五是将日常管理区划为工程管理、环境管理和防汛交互3大子管理区，对应日常3个不同方面的管理需求，可以方便与其他系统进行连接。六是采用多级用户信息管理模式，适应滹沱河河道管理现状，为各级不同的河道管理部门提供便捷查询各自辖区信息的功能。

4.2 滹沱河忻州段6县（市、区）河道管理应用情况

滹沱河忻州沿线的繁峙、代县、定襄、原平、忻府、五台6个县（市、区）均属温带大陆性季风气候，降雨量和气温受流域地形影响变化较大。在五台山地区数十米范围内，年降雨量为500～900 mm；北部为400～550 mm；西部为450～650 mm；位于四山之间的盆地区为380～450 mm。降雨在时空和强度上分布极不均匀，主要集中于7—9月，由弱到强的局部暴雨产生的洪水时有发生，具有明显的突发性。1956—2000年全流域多年平均径流量13.9亿m3，历史最大洪峰流量1 320 m3/s，最小洪峰流量0.58 m3/s。沿线支流的险情、隐患普遍存在。

滹沱河流域河道地理信息管理系统在防洪淹没影响分析、防汛预案制定等方面进行了深入研究，系统可以根据防洪决策的需求及时为管理部门提供洪水影响区域、测定特征断面信息、撤离方案路线等专题数据信息，及时、科学、准确决策提供依据。2012年“7·21”大暴雨，滹沱河发生较大洪水，通过此系统分析后，河道管理部门及时、准确地掌握了各河段的洪水及工程情况，为抗洪抢险赢得了时间，顺利完成了抗洪抢险任务，保证了沿河两岸人民群众的生命财产安全。

4.3 忻州市防汛抗旱指挥部办公室应用情况

忻州市辖区内降雨量季节分布极不均匀，水资源季节性供需矛盾突出，干旱和涝灾十分严重，防汛和抗旱形势尤为严峻。滹沱河流域河道地理信息管理系统能够方便、快捷、直观、高效、准确地为防汛指挥调度提供必要的数据资料和信息支持，具有科学性、信息化、现代化等特点，取得了良好的适用价值和现代信息化水平。一是提供了流域内的行政区划信息和社会公共信息，资料完整、真实、系统，方便分类、汇总和计算；二是提供了流域内的水利工程信息；三是提供了方便的数据信息定位、浏览和查询功能，可根据实际管理需要进行时空定位和查询；四是提供了计算分析功能，为预测预报服务；五是通过可视化演示实现了对滹沱河流域的地貌图显示、属性信息的查看以及地图的定位查询，及时显示经纬度和比例尺等信息；六是提供了防汛预案制定功能，可为预案编制提供历史信息查询、历史防洪资料分析、历史防洪工作经验总结等，并结合当前防汛形势制定出合理的防洪预案。

4.4 忻州市水利勘测设计院应用情况

忻州市水利勘测设计院主要负责全市水利工程的勘测、规划和设计任务，任务多、时间紧，各种专题图形的快速绘制工作十分重要。在使用滹沱河流域河道地理信息系统前，规划和设计工作一般是先到测绘部门购买工程所在的地形图，然后扫描到计算机中，再进行矢量化处理，最后进行水利工程的规划和设计布置工作，不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且影响工程进度。使用该系统后，可以根据需求输出多种比例尺的地形图，给水利工程的规划设计工作带来了极大便利，不仅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统经过在河道管理中实践应用后，将河道数字信息管理进行区划，即工程信息、水环境和防汛管理，并开发出可操作性较强的管理系统；首次将桩号编码管理模式引入河道地理信息系统，实现了桩号与河道信息的双向快速查询；采用分级用户分级管理模式，编制了集河道工程、水环境、防汛、桩号查询于一体的信息管理平台，具有广阔的应用前景。