洪水风险图编制若干问题探讨

邱沛炯，陈月华，李开峰

（水利部淮河水利委员会，233001，蚌埠）

洪水风险图编制若干问题探讨

邱沛炯，陈月华，李开峰

（水利部淮河水利委员会，233001，蚌埠）

从洪水风险图编制技术和项目管理两个方面，探讨了洪水风险图编制过程中的具体问题，包括地理信息数据的使用、洪水量级和洪水组合、溃口确定、洪水分析方案制定、暴雨内涝洪水分析、成果审查、跨省防洪保护区洪水风险图编制技术协调等，对各地洪水风险图编制和项目管理具有一定的借鉴意义。

洪水风险图；洪水分析；项目管理

一、地理信息数据的使用

地理信息数据是洪水风险图编制最基础、最重要的资料。在洪水风险图编制项目中收集的地理信息数据主要有两种，一种是数字线划地图（DLG），另一种是数字高程模型（DEM）。

在编制洪水风险图过程中，有的编制单位对数字线划地图中的等高线、高程点数据不加取舍，直接将所有数据用于洪水分析模型中的计算网格生成，影响了有关网格的高程数据。如将堤防、公路和铁路路基的高程点数据带入洪水分析模型网格中，导致在洪水风险图成果中会出现堤防、道路两侧有一连串锯齿状三角形图斑的情况，显示为水流不靠近堤防、道路或者水深较浅的不合理现象；将河底的高程数据带入洪水分析模型网格中，会在洪水风险图成果中显示河流两侧产生一连串锯齿状三角形深水区域。也有的编制单位直接从数字高程模型上提取堤防、道路、溃口位置等高程数据，用于洪水分析模型计算。由于DEM上各网格的高程数据是以数字线划地图上的等高线、高程点数据为依据，通过内差、平均等算法计算出来的，从DEM上提取的堤防、道路等高程数据比实际高程偏低，而溃口底部位置高程比实际偏高。因此，如果将相关高程数据直接用于洪水分析计算，会影响模型计算精度。

为更好地模拟地形地物，在洪水分析模型构建前，要对数字高程模型的数据进行甄别处理。具体方法是先删除堤防、道路、河底等地物的高程数据，用单一地形高程数据（包括等高线、高程点）构建洪水分析模型，再将堤防、道路作为构筑物加入洪水分析模型中进行洪水分析计算，这样能更真实地模拟堤防、道路等线性地物的阻水、导水作用。

二、洪源、洪水量级和洪水组合

洪源分析是对洪水风险图编制区域的所有洪水类型进行全面分析。洪水来源可分为区域周边河流（湖泊）洪水，内部河流（湖泊）洪水，暴雨内涝洪水和风暴潮洪水四类。从溃口方式上可分为被动溃口洪水和主动扒口分洪水。实际编制过程中，要从总洪量、最大溃口流量、溃口洪量、危险性等方面分析各种洪源对编制区域的影响，确定威胁编制区域的主要洪水来源。

洪水量级确定，根据《洪水风险图编制技术细则》规定，以防洪工程的防洪标准作为最小洪水量级，再选择若干个超标准洪水作为洪水分析计算的洪水量级。近年，淮河流域防洪工程通过不断的治理，工程面貌发生了很大变化，标准也得到一定的提高，但由于防洪工程点多面广，运行时间长，工程隐患依然存在，部分防洪工程尚未达标，在洪水还未达到设计水位时，有些工程就可能发生重大险情。根据多年的防洪实践，淮河流域大部分洪水风险图编制项目管理单位将最小洪水量级确定为比现状防洪标准低一个量级，其他洪水量级的确定是依据《洪水风险图编制技术细则》，即防洪标准、防洪标准以上一个量级进行洪水分析。

由于淮河流域支流众多，每个洪水风险图编制区域受多条河流洪水威胁，不同年型的洪水加之各支流来水不同，洪水组合复杂。为了反映流域洪水的主要特性，可按照防洪规划确定的洪水组合进行洪水分析计算。

三、溃口确定

进行洪水分析计算时，溃口位置、数量、宽度和溃口时机的确定，对洪水风险图编制成果质量影响很大。溃口位置的选择要从可能性、危害性、代表性等方面来考虑，应在险工险段，历史溃口位置或溃口后影响人口多、后果严重、代表性好的位置设置溃口口门。溃口数量要根据洪水风险图编制区域面积大小、河流堤防长度、编制区域自然分隔情况综合考虑确定。有重要堤防分隔的二级分区内，均应设置溃口。一般情况下，10 km堤防长度内应至少设置一个溃口。溃口宽度的确定要考虑河流宽度、洪水量级、洪峰流量、堤防高度、堤防质量、堤防基础等因素，结合淮河流域历年行蓄洪区启用后口门宽度和历年堤防溃决情况确定。例如淮河干流、新沂河等河面较宽的主要河流，口门宽度一般为150~280m，最宽不超过300m，其他支流一般为50~ 200m。同一溃口，根据洪水量级大小，口门宽度也可不同，低于防洪标准一个量级的洪水，口门宽度尺寸相对小一些，可取口门宽度范围的下限值；超标准洪水时口门宽度尺寸相对大一些，可取口门宽度范围的上限值；标准洪水时口门宽度取中间值。超标准洪水应急处理区和蓄滞洪区的口门宽度应根据分洪需要确定。溃口时机的选择，当发生标准内洪水时，溃口时机为洪峰水位时溃决；当发生标准及标准以上洪水时，溃口时机为到达保证水位时溃决。

四、洪水分析方案制定

洪水分析方案制定是洪水风险图编制项目的关键环节之一。洪水分析方案制定应反映区域洪水风险特征。全国重点地区洪水风险图编制项目中编制区域的类型有防洪保护区（防潮保护区）、蓄滞洪区、洪泛区、城市、中小河流等，不同区域的洪水风险特征各不相同。例如，防洪保护区的洪水风险主要来自江河湖泊洪水和暴雨内涝，防潮保护区主要是受风暴潮和江河洪水的威胁，蓄滞洪区面对的主要是蓄滞洪区主动启用的风险，同时蓄滞洪区堤防被动溃决的风险也需适当考虑。对超标准洪水应急处理区，洪水风险图编制项目将其归并到了洪泛区，实际上这些区域更类似于蓄滞洪区，针对超标准洪水应急处理区主动分洪应是这类区域制定洪水分析方案的重点。

五、暴雨内涝洪水分析

《洪水风险图编制导则》《洪水风险图编制技术细则》对暴雨内涝洪水风险图编制的规定和要求较为原则。在全国重点地区洪水风险图编制项目中，暴雨内涝洪水的分析计算是整个项目的难点之一。

①模型构建难。溃口洪水在地面演进，水量大，沟渠排水作用不太明显，用二维水力学模型模拟计算与实际情况比较接近。涝水则是由暴雨产生而不能及时排除的雨水聚集在低洼地区，相对于溃口洪水而言具有来水分散、演进慢、水量相对少、水深浅、受微地形影响较大等特点。面上涝水是通过排涝沟渠和涵闸等进入各级支流，而排涝沟渠、小河、排涝涵闸数量众多，其在模型中的概化程度、设置的位置以及是否符合实际的排涝分区等因素对内涝的产生影响很大。因此，需综合考虑上述因素才能构建和实际情况接近的模型。

②边界条件确定难。由于排涝时编制区域周边河道及区域内部骨干排涝河道的水位过程资料缺乏，自排时机、排涝过程和排涝总量较难确定。如果整个计算过程都考虑有自排，则涝灾可能比实际要轻；如果整个计算过程都不考虑排涝，则涝灾可能比实际要重。因此，要根据编制区域实际情况，合理考虑排涝情况。

③如何定义涝灾难。在洪水分析计算模型里，何种情况算是内涝，各地标准不同。有的编制单位把只要有水的网格都算为内涝，洪水风险图成果中出现了“丘陵、高岗地上有内涝”的不合理情况。内涝是由暴雨而产生，在模型计算中，暴雨是分时段添加到每个计算网格上的，暴雨在计算网格中的添加过程、雨水在计算网格之间短暂的流动都不应算是内涝。在内涝面积统计时，要考虑扣除模型计算过程的因素。结合淮河流域的农作物种类和耐淹性，农田淹没水深10~ 20 cm以下、淹没时间3小时以内，城市淹没水深15 cm以下、淹没时间2小时以内的区域不作为内涝面积统计。淹没历时的统计上，不应把所有有水的时间都进行累计统计，而是农田连续淹没3小时、城市连续淹没2小时以上才进行统计。

暴雨内涝洪水风险图成果的合理性分析重点要考虑两方面的问题。一是暴雨内涝淹没分布是否符合区域地形工程特点。从地形来看，内涝分布应该是低洼地严重，地势高的地方轻；地势平缓的地方重，坡度大的地方轻；丘陵、高岗地上基本没有内涝。从排涝条件来看，排涝条件差、排涝标准低的地方内涝重，排涝条件好、排涝标准高的地方内涝轻。二是暴雨内涝淹没情况是否符合区域排涝标准。排涝标准以内的暴雨，基本没有内涝；排涝标准以上的暴雨，随着雨量的增加，内涝程度也加重。

六、成果审查

根据《重点地区洪水风险图编制项目建设管理细则》的要求，通过严格控制洪水风险图编制过程中的关键环节，确保洪水风险图成果质量。为了保证洪水风险图编制成果的质量，淮河水利委员会重点加强了技术大纲审查和成果审查两个环节，审查工作从完全定性向定性和定量相结合上进行探索和尝试，制定了技术大纲审查和风险图成果审查评分表、专家审查意见表，明确了审查要点和各项的分值。对审查会的专家提出更高要求，要求专家对每个项目成果进行逐项评分并提出书面意见，对是否同意通过审查要有明确的观点。审查会根据专家的书面意见决定技术大纲、风险图成果是否通过审查，专家书面意见对保证洪水风险图成果质量发挥了积极作用。

①洪水风险图编制技术大纲审查。技术大纲是项目实施的重要依据，技术大纲审查是保障洪水风险图编制成果质量的重要环节。技术大纲审查专家组一般邀请洪水风险图编制方面的专家，及相关工程管理单位和地市防办熟悉防洪工程和编制区域情况的专家。在洪水风险图编制技术大纲审查中，一是形式审查，从一致性、符合性、完整性、准确性四方面，审查技术大纲的文体、结构与《洪水风险图编制技术大纲编写要求》是否一致，是否符合《洪水风险图编制导则》《洪水风险图编制技术细则》的规定；内容是否全面完整，包括外业调查报告、专家咨询意见等；编制对象所在流域、区域的基本情况描述是否清楚、准确。二是技术审查，从基础资料、技术路线和技术路线图、计算方案制定和洪水分析、洪水影响分析、避洪转移分析和风险图绘制、成果及提交方式、组织实施等方面对技术大纲进行审查。审查的重点是洪源分析、洪水量级、洪水组合、溃口确定、洪水分析方案制定、避洪转移范围等影响洪水风险图编制成果质量的关键因素。

②洪水风险图成果审查。成果审查重点是从基础资料、成果报告、风险图图集、工程包和数据文件等4个方面进行。其中，基础资料主要从准确性、可靠性、完整性、权威性、现实性等方面，审查是否满足洪水风险图编制的需要；成果报告审查的重点是分析计算方案、分析方法和模型构建、洪水分析、洪水影响分析、避洪转移分析、洪水风险图图件制作、结论与建议等方面；风险图图集审查的重点，一是风险图图件的种类、数量与分析方案的一致性，二是风险图图幅信息要素的完整性，三是基础底图的完整性、准确性，四是风险图标注的符号、样式、色彩、分层结构、文字说明与国家标准、行业标准及细则的符合性，五是风险图洪水要素信息的一致性、连续性、关联性和合理性；工程包和数据文件审查的重点，一是工程包文件的完整性（包括洪水分析模型工程包、洪水影响分析和损失评估工程包、制图工程包），二是每个工程包文件的完整性，三是成果图件PDF文件的完整性，四是随机选择1~2个工程包进行运行检查。

七、跨省防洪保护区洪水风险图编制技术协调

根据《重点地区洪水风险图编制项目建设管理细则》，跨省防洪保护区洪水风险图编制协调工作由流域管理机构承担，淮河流域共有跨省防洪保护区洪水风险图编制区域11处。淮河水利委员会同国家防办组织召开了淮河流域跨省防洪保护区洪水风险图编制协调会议，提出了跨省防洪保护区洪水风险图编制工作应遵循统一技术路线、统一方法、统一模型、统一方案、统一进度、统一精度的原则。对跨省防洪保护区洪水风险图编制的几家项目承担单位，明确一家为牵头单位，其他为配合单位。由牵头单位建立统一的洪水分析模型，配合单位负责基础底图、社会经济、水文、工程等基础资料收集，外业调查和补充测量等工作，并提供给牵头承担单位。但由于涉及保密资料、项目经费分摊等因素，由牵头单位建立统一的洪水分析模型、其他单位配合的工作方案难以实施。经过与项目管理单位、项目承担单位的多次协商，实际采用了建立省界附近区域的统一洪水分析模型。通过试算，初步确定可能影响邻省的洪水分析方案和可能的洪水演进区域。各省项目承担单位将这些可能影响相邻省的洪水演进区域的计算网格交给对方，各自建立省界区域的统一洪水分析模型。同时，由各溃口所在省的项目承担单位负责洪水分析计算，将计算成果提交相邻省的项目承担单位，再进行洪水影响分析和避洪转移分析及图件制作。在资料提供方面，无需提供原始的地形图数据，只需提供计算网格数据，数据覆盖范围由整个防洪保护区变为省界附近区域，覆盖范围大为缩小，地形图数据安全风险有所降低。但由于保密地形图数据经过计算处理生成的计算网格数据仍属保密资料，要求相邻省的项目承担单位相互签订保密协议，落实保密责任，以保障数据安全。

八、结语

洪水风险图是通过实施洪水风险管理实现防灾减灾的重要基础和手段。目前，全国重点地区洪水风险图编制项目基本完成，各地在洪水风险图编制和项目管理中有很好的做法和经验，值得总结和借鉴，这对进一步提高我国洪水风险图编制水平和推广应用洪水风险图具有重要意义。■

责任编辑 张金慧

Issues related to flood risk map drawing

Qiu Peijiong,Chen Yuehua,Li Kaifeng

Specific issues related to flood risk map are discussed from two aspects of technology and project management,including utilization of geographic data,flood magnitude and combination,breach fixing,formulating of flood analysis plan,rainstorm flood and waterlogging analysis,result observation and technical coordination for flood risk map in trans-provincial flood protection zones.It shall be useful for reference by other areas in flood risk map and projectmanagement.

flood riskmap;flood analysis;projectmanagement

TV877+TV122

：B

：1000-1123（2017）05-00014-03

2016-10-25

邱沛炯，教授级高级工程师，淮委防办副主任。

全国重点地区洪水风险图编制项目。