洪水风险图项目技术大纲编制要点探析

徐永兵，赵 钊，刘 艋，唐克银，李明霞，赵 芳

(山东省水利勘测设计院，山东 济南 250013)

洪水风险图项目技术大纲编制要点探析

徐永兵，赵 钊，刘 艋，唐克银，李明霞，赵 芳

(山东省水利勘测设计院，山东 济南 250013)

洪水风险图项目编制过程中，技术大纲编制阶段需要明确项目编制的内容和技术思路，确定项目编制的技术要求和方案，为项目实施提供详细的技术依据，因此，它直接影响到整个项目的成败。本文以具体技术大纲编制为实例，就其编制要点与注意事项进行了分析与讨论，明确了编制要点，提出了编制工作中应注意的事项，对下一步洪水风险图编制工作具有借鉴和指导意义。

洪水风险图;技术大纲;避险转移;模型率定

DO I:10.3969/j.issn.1672-2469.2016.08.015

洪水风险图是融合地理信息、洪水风险、防洪工程以及社会经济等信息，以地图形式表示的专题地图。编制洪水风险图是开展洪水风险管理的重要基础支撑，是国家的前瞻性、战略性、基础性工作，可为相关部门开展防洪减灾决策、规范国土开发与管理、增强全社会的防洪减灾意识等提供指导和决策依据［1］。技术大纲应具有针对性、具体性和可操作性，编制阶段需要明确项目编制的内容和技术思路，确定项目编制的技术要求和方案，为项目实施提供详细的技术依据。技术大纲编制质量直接影响到整个洪水风险图编制项目的成败，深入研究技术大纲编制要点，分析技术大纲编制过程中的注意事项具有非常重要的意义。本文以东鱼河北片防洪保护区洪水风险图技术大纲编制为实例，就技术大纲编制要点与注意事项展开分析与讨论。

1 总体要求

洪水风险图编制在收集掌握编制区域内自然地理、水文与洪水、构筑物及其调度规则、社会经济和洪涝灾害资料等基础资料的基础上，对资料的可靠性、合理性与正确性进行审核，并作标准化、规范化整编处理。对部分影响洪水计算分析的地物和地形，进行现场补充测量。洪水分析计算前充分掌握防洪区域所有相关的防洪规划、综合规划及设计文件，充分了解和认识编制区域现状防洪排涝工程情况、洪涝灾害成因、现状防洪排涝能力、规划工程、工程调度原则及方案等［2］。在此基础上进行洪水来源分析，洪水计算方案组合条件的设计，计算方案选择，计算模型参数率定，洪水分析计算等，得到淹没范围、淹没水深及分布、流速分布、洪峰前锋到达时间和淹没历时等信息，结合淹没区社会经济情况分析评估洪水影响，主要内容包括淹没范围内和各级淹没水深区域内的人口分布、耕地面积、资产统计等;进行洪水损失评估，并以此为基础，综合人口分布、撤离道路、安置条件等进行避险转移分析，确定转移人员数量，规划安置场所，制定转移路线;整理分析计算成果并评估其完整性和规范性，编制最大淹没水深分布图、最大洪水流速分布图、洪水前锋到达时间图和避洪转移图等，编写相关研究报告［3］。

2 技术大纲编制要点

2.1 明确建设任务与支撑条件

技术大纲编制要明确项目建设任务与依据、相关工作与基础、编制区域的基本情况等。下面是东鱼河北片防洪保护区洪水风险图技术大纲编制中建设任务与支撑条件的相关内容。

2.1.1 建设任务与依据

依据水利部办公厅及山东省防总办的工作安排，确定东鱼河北片防洪保护区洪水风险图编制项目为山东省2015年度实施任务之一。

东鱼河北片防洪保护区洪水风险图编制项目主要建设任务为通过资料收集整编和现场调查，识别保护区内可能的洪水来源、类型和量级，利用MⅠKE系列相关软件建立水文和水力学模型，开展特定频率洪水和降雨的模拟计算，进行洪水分析和洪水影响分析，得到洪水可能的影响范围、淹没水深、历时、流速及到达时间等特征数据，并据此编制本保护区洪水风险基本图、避险转移图等。

2.1.2 相关工作基础

东鱼河、万福河属山东省淮河流域南四湖水系，是南四湖湖西平原地区跨菏泽、济宁两市的大型防洪排涝河道，在鲁西南地区行洪排涝任务中十分重要，河流中下游区域受洪水威胁较大。该区域洪涝灾害多发，曾于1957年、1963年、1964年、1973年、2003和2005年都发生过较大的洪水灾害，给当地的工农业生产造成了严重损失。目前，东鱼河、万福河流域没有洪水风险图编制成果。东鱼河北支、万福河以北至洙赵新河区域和东鱼河干流以南至河南、安徽、江苏省界区域的洪水风险图已依托山东省重点地区洪水风险图编制项目2014年度任务，正在开展编制工作，东鱼河北支、万福河以南至东鱼河干流区域的洪水风险图编制任务，依托此次项目开展。

2.1.3 编制区域情况

东鱼河北片防洪保护区洪水风险图编制范围:西起黄河右岸，东至南四湖，北起东鱼河北支(薛庄涵洞上游段)和万福河右岸，南至东鱼河左岸，编制区域总面积为 3106km2。位于东经 114°53′49″～116°44′13″和北纬34°53′35″～35°17′46″之间的区域，涉及菏泽市牡丹区、东明县、定陶县、成武县、单县，济宁市鱼台县、金乡县7个县(区)行政区域的53个乡镇［4］。保护区范围如图1所示。

图1 东鱼河北片防洪保护区范围示意图

2.2 明确主体技术工作与要求

2.2.1 技术路线

本项目实施的技术路线是在充分考虑《山东省重点地区洪水风险图编制项目2015年度实施方案》及《洪水风险图编制技术细则(试行)》(2013)要求的基础上，结合本保护区特点而确定的。其主要工作流程如图2所示。

2.2.2 主要工作内容

基础资料收集整理。收集包括自然地理、水文与洪水、构筑物及其调度规则、社会经济和历史洪涝灾害资料等基础资料。

现场调查与补充测量。实地调查河流典型堤防工程情况，包含堤防险工险段、穿堤建筑、堤防缺口等水利工程及历史溃口，调查生产经济情况，并与陪同专家进行实地交流，深入了解保护区内河道堤防、水利工程、历史溃口、地形地貌及社会经济等情况，对重要信息进行现场拍照和记录。若基础地理资料不足或精度不够，对高程点、断面、线状物和地形等进行补充测量。

基础资料整编与评估。将所收集的资料分类整理，并按照类别进行细化分类。对资料整编成果邀请防办，各河道管理局代表进行专家咨询，对整编资料进行可靠性、一致性和代表性审查，并形成整编报告。

图2 技术路线图

洪水来源分析。洪水来源分析是对保护区内的洪水来源可能与影响进行全面分析，考虑河道洪水，以及区内暴雨内涝等洪水来源，明确洪水风险图编制所考虑的洪水情况［5］。

洪水分析方法。设计洪水计算遵循以现有成果为基础，采用新的基础资料经计算分析复核后加以确定的原则。在采用传统流域产汇流模型的同时，亦采用了水文模型法进行设计洪水复核计算，以进一步推算内涝水量。河道和溃坝洪水演算采用水力学法，其中河道洪水演进采用一维水动力学模型;防洪保护区采用二维水动力学模型进行计算;溃决洪水过程采用一维、二维模型耦合进行计算。

计算方案设定。综合考虑洪水计算区划分、堤防现状、洪水量级、洪水特点、溃口情况及建设任务等因素，设定计算方案。

洪水分析计算。主要是利用已确定的洪水分析方法，按照设定的计算方案进行计算。河道采用一维水动力模型，保护区采用二维水动力模型方法，内涝模型采用水文和水力学相耦合模型，进行洪水分析计算。

洪水影响分析与损失评估。在土地利用数据和洪水淹没分析结果的基础上，确定受洪水影响的社会经济指标;根据洪水淹没范围内的社会经济发展状况，确定具体社会经济指标统计对象。最后通过灾情评估软件，结合给定条件下确定的各分类财产洪灾损失率，进行洪灾损失评估。

避险转移分析。以洪水分析得出的淹没范围、淹没水深、洪水流速和洪水到达时间等洪水风险信息为基础，以乡镇为单位，综合人口分布、撤离道路、安置条件等基本信息，进行避险转移分析，确定转移人员数量，选择安置场所，制定转移路线和安置方案。

洪水风险图绘制。按照相关编制要求，绘制不同洪水标准、不同方案的基本图、避险转移图。

合理性检验。对计算结果和成图情况等进行检验，判断各方案计算成果是否合理，精度是否达到实际要求;对成图结果，根据风险图制图要求进行判断，分析是否严格满足成图要求。对设计成果经过反复的修改、检验，以满足本项目对洪水风险图编制的成果质量要求。

2.3 明确项目预期成果

项目预取成果主要包括。

(1)基础资料:包括基础地理信息资料、水文及洪水资料、构筑物及工程调度资料、社会经济资料、历史洪水及洪涝灾害资料等纸质和电子(地图数据库及相关业务数据库)的整编成果;

(2)洪水分析计算的相关数据成果; (3)避洪转移分析的相关数据成果;

(4)基本风险图和避洪转移图等成果图集;

(5)洪水风险图编制过程中形成的文件及中间成果;

(6)相关报告:实施方案、技术大纲、技术报告等。

2.4 明确实施安排与质量控制

明确项目的组织形式、项目组成员组成及分工;明确项目进度及质量控制目标。项目实施关键节点控制，主要节点包括:基础资料整编检查、技术大纲咨询、技术大纲审查、中间成果检查、中间成果咨询、最终成果审查和项目验收等。质量监督组负责做好各个关键节点的监督检查，项目进展情况要按要求向质量监督组报告，质量监督组每半月组织一次项目检查会。

3 技术大纲编制注意事项

3.1 完整准确分析洪水来源

可能的洪水来源应分析编制区域内涉及的所有可能洪水，包括天然河道洪水、控制工程泄洪洪水、当地暴雨洪水以及风暴潮洪水等。各洪水来源的可能影响应分析各洪水特征，各洪水历史灾害情况，洪水来源可能影响的范围、程度、致灾频率等。

在计算暴雨内涝时应按河流流域为边界构建流域模型。在进行东鱼河北片防洪保护区暴雨内涝洪水分析时，分别构建了万福河和东鱼河流域的计算模型，老万福河、惠河和西支河三条独立入南四湖的河流不在万福河和东鱼河流域内，推求暴雨内涝洪水时，也应对这三条河建立计算模型。

3.2 基础资料来源应可靠翔实

根据洪水风险图编制要求，需要收集基础地理信息资料、水文资料、构筑物及工程调度资料、社会经济资料、历史洪水及洪水灾害资料、避洪转移分析所需资料，以及进行补充测量及现场调查等。基础地理信息资料应从国土测绘部门购买最新的数据资料。水文资料、构筑物及工程调度资料、历史洪水及洪水灾害资料应从当地水文部门、防汛部门获取最新的权威数据。社会经济资料应从政府统计部门获取上一年的统计年鉴资料。避洪转移分析资料应收集相关的防汛规划、应急预案等资料。补充测量及现场调查应针对已收集资料的具体情况，针对性的进行调研、考察、资询和补充测量。

3.3 科学合理设定溃口及漫溢方式

溃口的设定考虑对编制区域影响较大和各种最不利情况的组合，综合河道地形、地质状况、工程状况、历史出险情况等因素，并结合现场调查和专家咨询，从现有河道缺口段、险工段、重点保护对象、险要地势、洪水流量较大段，对保护区内各计算分区可能的溃口进行全面梳理、比较、分析后，向保护区内各市、县(区)防办征求意见最终确定。对溃口遴选的判别条件和确定原则如表1所示。

表1 防洪保护区计算区溃决位置的确定原则

应在现场调查的基础上，根据该判别条件和确定原则，通过专家咨询，征求各市、县(区)水利部门意见，确定漫溢口及溃口。

3.4 模型率定及验证方法应充分拟合

一维水动力学模型在河道断面已设置滩槽糙率基础上，根据历史实测流量和水位资料，通过分段调整河段断面糙率系数，使模型计算的水位流量过程与实测过程尽量拟合［6］。东鱼河流域选用1993、2003年等大暴雨水文站相应实测水位流量过程进行模型率参，万福河流域选用1996、2003年等大暴雨孙庄水文站相应实测水位流量过程进行模型率参。二维水动力学模型首先根据现场调研和相关报告的结果，参照水力学设计手册进行不同下垫面的空间糙率设置糙率，然后采用实测水位、流量或者淹没范围等数据进行比较分析，对初始糙率设置进行修改［7］。

河道洪水最大水位的绝对误差不超过0.2m，最大流量的相对误差不超过5%，洪峰出现时间的误差不超过2h，淹没范围相对误差不超过5%，淹没范围内最高水位的绝对误差不超过0.3m。若该区域无实测或调查资料，则选择进行参数率定区域的其他实际洪水数据进行模型验证，验证精度要求同上。该区域有实测数据后，进行补充验证工作。

3.5 重点防洪对象避险方案应具体可行

根据具体情况确定重点防护对象，主要是城市和人口密集的乡镇，重要工矿企业，重要交通干线，重要设施等，要列出名称、位置、高程、人口、产值、利税、现有防洪标准［8］。选择不同量级洪水，提取所有溃口计算所得水深、淹没范围的最大值，形成包络图后，进行针对性避洪转移分析，减少重点防洪对象的损失。

4 结语

目前，重点防洪保护区的洪水风险图编制工作正在全国开展进行。严格按要求做好技术大纲编制工作，注意编制工作中关键性问题的处理，对逐步规范和统一洪水风险图编制技术体系和技术要求，全面提高洪水风险图编制技术水平和技术能力具有非常重要的意义。今后，仍然需要认真研究技术大纲编制的技术要点，为洪水风险图项目实施提供详细的技术依据，也为项目的最终成功打下坚实的基础。

［1］陈月华，邱沛炯.淮河流域洪水风险图编制试点(二期)的经验与体会［J］.治淮，2014(07):4-6.

［2］SL483-2010.洪水风险图编制导则［S］.

［3］中华人民共和国水利部.洪水风险图编制技术细则(试行)［S］.

［4］山东省人民政府防汛抗旱总指挥部办公室.山东省洪水风险图编制项目年度实施方案(2015)［R］.济南.2015.

［5］石正宝.安徽省得胜河流域设计洪水分析［J］.水利规划与设计，2014(07):34-37.

［6］张建涛，杨扬，刘军梅.MⅠKE21计算软件在北京青龙湖合众健康谷的应用［J］.水利规划与设计，2013(03):33-35.

［7］杜文印，肖羽.动态洪水风险图在佛山城区防洪中的应用［J］.水利信息化，2014(02):9-12.

［8］林森.小流域防洪避洪初探—瑞安市高楼溪防洪避洪规划［J］.水利规划与设计，2011(02): 54-57.

TV212.2

A

1672-2469(2016)08-0042-05

2015-11-11

徐永兵(1981年—)，男，工程师。