洪水风险图编制与应用概述

向立云

（1.中国水利水电科学研究院，100038，北京；2.水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心，100038，北京）

全国重点地区洪水风险图成果与应用特刊

洪水风险图编制与应用概述

向立云1，2

（1.中国水利水电科学研究院，100038，北京；2.水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心，100038，北京）

洪水风险图是直观表现洪水风险（或风险要素）信息空间分布和洪水管理信息的地图的总称，是建立洪水风险管理制度、开展洪水风险管理的基础和依据。在介绍了洪水风险图的类型、用途，美国、日本、欧盟等国家和地区洪水风险图编制及应用情况的基础上，梳理了我国洪水风险图编制的历程、成果及成果应用现状和存在的问题，提出了应通过立法明确洪水风险管理措施的建议。

洪水风险图；编制；成果应用；法律缺位

一、洪水风险及洪水风险图

1.洪水风险

洪水风险是指洪水事件对社会经济（人、资产、社会经济活动等）和人类生存环境可能造成的负面后果或损失。位于洪水威胁下的人口、资产、社会经济活动和人类生存环境统称为承灾体。承灾体的损失与洪水淹没程度（水深、流速、淹没历时、突发性）及其抗御洪水能力的强弱相关，而可能的损失（风险）则与洪水发生概率及该概率下相应的损失相关。国际上，将承灾体的洪水淹没程度称为暴露性，将抗御洪水能力的强弱程度称为脆弱性。例如，洪水发生时，同样的承灾体，低洼地带的暴露性更高；而在相同暴露性的状态下，混凝土建筑物比砖瓦建筑物脆弱性低，无预警系统的人群比有预警系统的脆弱性高，等等。因此，洪水风险为洪水概率和该概率下洪水损失的函数，而洪水损失为暴露性和脆弱性的函数。洪水发生的可能性、承灾体的暴露性和脆弱性为构成洪水风险的三要素，缺一则无洪水风险。

洪水风险程度通常采用承灾体的洪水期望损失衡量：

式中，p为洪水发生概率；D是洪水发生概率为p时的损失；i为典型概率序列值。

可见，洪水风险管理不外乎采取三类方法，即降低致灾洪水发生的可能性、承灾体的暴露性和脆弱性。

降低致灾洪水发生的可能性主要通过调控洪水、改变孕灾环境和洪水运动方式实现，例如上游水土保持，修建堤防、水库、分洪道、排水管网，设置蓄滞洪区等；减少承灾体的暴露性主要通过土地管理和建设管理实现，例如划分禁止开发区、限制开发区，规定建筑物基础达到特定高程 （如100年一遇洪水位）；降低承灾体的脆弱性主要通过推行建筑物防水（耐水）设计建设规范和应急管理等措施实现，例如对洪水可能淹没区内建筑物的建筑材料和结构设计进行规范，建设洪水预报预警避难系统，提高抢险、自救、救生、防疫能力及灾后恢复重建能力等。

2.洪水风险图

与洪水风险和洪水风险管理相关的许多信息可通过图形直观地表现。这种表现形式既可辅助决策者、管理部门和管理人员、社会公众有效地了解洪水风险状况，支持或引导其采取合理的应对行动，也是社会公众和各利益相关者针对洪水风险问题和洪水风险管理措施进行沟通、交流、协调的最直接手段。

目前，世界各国编制的洪水风险图包括：①表现洪水风险或某一风险要素的图件，例如洪水淹没范围图、洪水淹没特征（淹没水深、淹没流速、淹没历时、前锋到达时间）分布图、承灾体脆弱性图、洪水损失分布图等；②表现洪水管理措施的图件，例如洪水保险费率图、洪水风险区划图、避洪转移图等。

综合上述图件所表现信息的特点可见，洪水风险图是直观表现洪水风险（或风险要素）信息空间分布和洪水管理信息的地图的总称。

3.洪水风险图的类型

国际上，通常将上述定义的洪水风险图统称为洪水图（Flood Map），并细分为表现洪水淹没特征 （淹没水深、淹没流速、淹没历时、前锋到达时间等）的洪水危险图 （Flood Hazard Maps），表现承灾体脆弱性的脆弱性图（Vulnerability Maps），表现损失情况的洪水损失图 （Damage Maps），规范土地利用的洪水区划图（Flood Zone Maps），支撑洪水保险的洪水保险图（Insurance Maps），指导人员安全转移的避洪转移图（Evacuation Maps）等等。

我国目前对洪水风险图有两种平行的分类方式：其一是根据表现信息的特点将洪水风险图分为两种，即表现洪水风险特征的基本图和表现洪水管理措施的专题图；二是根据受洪水威胁区域的特征将洪水风险图分为防洪（潮）保护区、蓄滞洪区、洪泛区、水库、城市洪水风险图等（图1）。

4.洪水风险图的用途

洪水风险图是建立洪水风险管理制度，开展洪水风险管理的基础和依据，其应用领域主要包括以下几个方面：

①防洪区土地管理。以洪水区划图或不同频率淹没范围图的形式，划定禁止开发区、限制开发区，辅助城乡建设规划，引导产业合理布局和建设项目合理选址，支持洪水影响评价工作的开展，达到合理规避洪水风险、避免盲目侵占洪水风险区，减轻生命财产损失的目的。

②洪水应急管理。以避洪转移图的形式，辅助应急管理部门组织群众安全转移或引导公众采取合理的避洪转移行动；以洪水淹没范围、水深、到达时间、淹没历时、洪水损失图等形式，辅助有关部门制定相应的防洪应急预案，提升应急响应行动的合理性、科学性和时效性。

③防洪规划。通过各种防洪措施或其组合方案实施前后洪水淹没特征图对比的方式，既可直观评判防洪措施减灾和保障社会经济发展的效果，提高防洪规划的合理性和有效性，又能促进决策者、规划者和社会公众对防洪措施建设必要性和可行性进行有效地沟通，达成共识，推进防洪规划的认可和审批。

④洪水保险。以洪水保险费率图的形式，直观表现洪水淹没特征、资产类型与保险费率之间的关系，保证洪水保险的合理、公正，推进洪水保险制度的实施，同时激励引导资产所有者采取合理的措施，提高资产防洪性能，规避洪水。

⑤强化风险意识。以简明易懂的方式发布洪水风险图，公示洪水风险，宣传洪水风险和减灾知识，强化公众的洪水风险意识，促进公众自觉、合理地采取减轻风险及规避风险的行动，推动防洪减灾的社会化和全民化。

图1 我国洪水风险图的分类

二、国外洪水风险图的编制与应用

1.美国

美国自20世纪50年代开始编制风险图，是世界上最早编制洪水风险图的国家，目前基本完成了全国洪泛区的洪水风险图编制，随着技术进步、资料充实和水文、社会经济、下垫面等情况的变化，编制工作仍在不断扩展、改进和更新之中。

20世纪60年代是美国洪水风险图编制与应用的探索阶段，根据1960年《防洪法》和众议院1966年《国家洪水灾害统一管理规划》（即 “465号文件”），勾画洪泛区边界，用于洪泛区管理。20世纪70－90年代是全面编制和应用阶段，根据1968年《洪水保险法》、1973年 《防洪法》和1977年“11988号总统令”，以及各州的相关法规，联邦政府和各州县陆续完成了不同频率（最高到500年一遇）洪水危险图、100年一遇洪泛区的洪水保险费率图和洪水区划图的编制，用于洪泛区土地管理、洪水保险、建筑物建设管控、行洪通道保持、避洪转移和公众洪水风险意识普及等方面。20世纪90年代至今，根据联邦应急管理署电子风险图编制计划，形成电子化风险图图件，进一步提高了洪水风险图管理与应用效率。随着计算方法的改进、计算机技术发展和地理信息数据精度的提高，美国的洪水风险图仍在持续更新，其应用也在向应急管理、洪泛区生态保护、建设项目洪水影响评价等领域不断扩展。

美国风险图的编制和认定程序如下：数据采集（主要是地形资料、水工建筑物、水文资料、地质资料、土壤资料、水文地质资料、历史洪水及实际淹没记录等）；数学模型选取；数学模型建立；数学模型验证；100年一遇及其他频率洪水的模拟计算；行洪道确定；100年一遇洪水风险图初稿编制及其他频率洪水边界划定；风险图公示及听证；100年一遇洪水风险图终稿确认与发布等。

美国联邦法律规定的洪水风险图用途主要包括两个方面：支撑洪水保险政策的实施和洪泛区土地开发及建设行为的管理。

出于公平原则和加速灾后恢复重建考虑，美国联邦相关法律要求凡是在洪泛区内的房地产主，应当根据洪水保险费率图购买洪水保险，分担洪水风险。若不购买，一是得不到购房所需的贷款，二是一旦被淹将得不到政府的灾害救助。

为规范洪水区内土地开发和建设行为，合理规避洪水风险，避免人为增加和转移洪水风险，联邦法律规定：①禁止侵占洪水风险图中划定的行洪道。联邦政府界定的行洪道为将100年一遇天然洪水两岸淹没边界相向缩窄，当河道水面线抬升1 ft（大约30 cm，下同）所得的河道宽度为行洪道范围，有些州则规定100年一遇洪泛区即为行洪道范围。该行洪道类似于我国《防洪法》中的“河道管理范围”。②凡是在洪水风险图中划定的100年一遇洪泛区内新建建筑物，其地基高程至少应高于100年一遇洪水位1 ft。理论上，房基的填高将引起当地100年一遇的洪水位的升高，为了避免土地开发对周围地区造成不利影响（不抬高洪水位），开发商必须在附近开挖容积等于或大于填土体积的蓄水池加以补偿，对于满足这一要求的建筑物，业主可不再购买洪水保险。对于新建的学校、医院等重要公共设施以及危险化学品生产企业，除需进行蓄洪容积补偿外，其地基高程则应高于500年一遇洪水位。总之，任何土地开发、变更项目都不能对其周围和上下游的防洪有负面影响：既不能抬高100年一遇洪水的水位，也不能扩大100年一遇洪水的淹没范围。

2.日本

日本从20世纪80年代开始研究探索洪水风险图的编制与应用，在21世纪初，形成编制技术和技术标准，2005年修改《水防法》，要求各级政府以指导避洪转移为重点编制洪水风险图，并发送到每一住户。由于有法律保障，日本洪水风险图编制工作开展顺利，到2010年基本了完成全国洪水风险图编制。洪水风险图主要类型是避洪转移图，用于指导避洪转移和明确安置地点，图中详细标注有防灾、避难的注意事项。

日本洪水风险图编制技术标准主要包括《洪水灾害图编制指南》《淹没区域图编制导则》《中小河流淹没区域图编制导则》等，其洪水风险图编制量级一律取为相应河流的设计暴雨所对应的防御标准洪水（称之为“基本高水”），除根据历史洪水数据编制“既往洪水淹没图”外，洪水分析统一采用水力学方法。

3.欧盟和其他国家

借鉴美国洪水风险图编制与应用经验，欧洲各国根据各自的洪水风险管理具体需求，从20世纪80年代起相继制定法规，开展洪水风险图编制，并将其用于防洪减灾规划、风险评估、土地管理、洪水保险、避洪转移、公众参与及洪水风险意识普及等方面。2007年欧盟颁布《洪水风险评估与风险管理指令》，要求各成员国于2013年编制完成洪水风险图，并据此在2015年编制完成洪水风险管理规划，全面推行洪水风险管理。

进入21世纪后，亚洲的韩国、泰国、印度、越南、菲律宾等国家也陆续开始编制并发布洪水风险图，用于规范土地开发、应急管理和强化公众洪水风险意识等。

可见，根据洪水风险管理需求，明确洪水风险图的用途并通过立法加以推进，是各国洪水风险图得以实际应用、发挥应有减灾效益的关键。

三、我国洪水风险图编制与应用

1984年，中国水利水电科学研究院与水利部海河水利委员会合作开发了永定河泛区二维非恒定流洪水数值模拟模型，进行了永定河泛区洪水演进计算和分析，并据此绘制了我国第一张洪水风险图。此后随着计算方法和洪水模拟技术的不断改进和完善，在水利部和地方政府的支持下，有关研究、规划和设计单位，开展了防洪保护区、洪泛区、城市、溃坝等各种类型洪水风险图编制的研究和探索。

1997年，国家防汛抗旱总指挥部办公室（下文简称“国家防办”）提出了编制洪水风险图的路线图：首先根据历史洪水 （主要是20世纪发生的最大洪水）资料勾画出各流域洪水风险（淹没）区域，该工作在当年即告完成；其次进行洪水数值模拟计算，据此绘制我国防洪区相对精细的洪水风险图；在此基础上，针对各类洪水建立不同尺度的洪水仿真模型，以便针对变化的情况随时更新信息，对洪水风险信息进行动态管理，并为防汛决策提供实时洪水分析和洪水演进动态展示服务。

为给全国洪水风险图制作提供范本，作为路线图第二阶段工作的组成部分之一，1997年，国家防办选择了两个典型区域：北江大堤保护区和荆江分洪区，开展试点研究，以形成洪水风险图制作的成套技术，包括建立基础数据库，研制数据前后处理模块、规范的洪水分析模型、损失评估模型，开发洪水风险的电子展示技术，设计避难方案，研建避难系统等。两个试点首次引入了GIS技术，使得洪水风险信息的处理和展示更为便捷、直观和灵活。这种基于GIS的洪水风险图制作系统的建立，使我国风险图表达方式实现了与国际先进水平同步。

与此同时，为规范全国洪水风险图的制作，国家防办于1997年发布了《洪水风险图制作纲要》，要求各地在洪水风险图制作工作中参照执行；1999年组织编写了《洪水风险图推广计划大纲》，明确了编制范围，组织形式，经费预算，推广步骤，审查、颁布与更新、管理和使用等事项。但因根据初步测算，全国洪水风险图制作的总成本约20亿元，在当时条件下难以筹措，使得该推广计划暂时搁浅。

1998年开始的新一轮防洪规划正式将洪水风险图概念用于防洪工作实际。规划中，各流域都不同程度地进行了现状和规划水平年的洪水风险估算，一些流域还粗略勾画了以淹没频率表征的现状和未来的洪水淹没范围图。

进入21世纪，随着洪水风险管理理念的确立，国家防办在总结我国20年洪水风险图制作经验的基础上，于2005年发布了 《洪水风险图编制导则（试行）》，用于指导全国洪水风险图的编制工作。

2004—2013年，国家防办先后利用防汛资金和水利基建前期经费在全国范围内开展了三次洪水风险图编制试点，与此同时，部分省、直辖市，例如浙江省、福建省、湖北省、北京市、上海市等，也陆续开展了洪水风险图编制的探索和应用实践，取得了如下成果：①建立了以水利部、流域和省（自治区、直辖市）防办为主体的洪水风险图编制组织管理体系；②基本形成了以 《洪水风险图编制导则》（SL 483—2010）、《洪水风险图编制技术细则》、《洪水风险图编制费用测算方法》、《洪水风险图管理办法》等为主体的规范制度体系；③建立了以洪水分析模型、洪水损失评估模型、洪水风险图绘制系统和管理系统为核心的标准化的技术体系；④开展了防洪（潮）保护区、蓄滞洪区、洪泛区、城市、山丘区、水库等各种类型洪水风险图的编制实践，探索了适合我国国情和实际需要的洪水风险图编制方法、程序、表现形式和具体应用，为全面开展洪水风险图编制和应用工作积累了丰富经验；⑤初步形成了洪水风险图编制技术力量。

2011年，国务院常务会议通过《全国中小河流治理和病险水库除险加固、山洪地质灾害防御和综合整治总体规划》，明确要求“选择基础条件较好的防洪保护区、蓄滞洪区及重点防洪城市，编制不同量级洪水的洪水风险图，开展洪水风险区划；编制洪水避难转移图，开展洪水风险意识宣传和培训”。

按照上述《总体规划》，2013年水利部、财政部下发《全国山洪灾害防治项目实施方案 （2013—2015年）》，要求进一步完善洪水风险图编制与应用的技术、规范和制度，编制防洪重点地区洪水风险图及避洪转移图，开展洪水风险区划图试点，标志着我国洪水风险图编制工作正式开始。

■链接

▸什么是洪水风险图？

洪水风险图是直观表示洪水风险（或风险要素）信息空间分布和洪水管理信息的地图。

▸洪水风险图包含哪些信息？

自然地理信息：水系、陆地等。

社会经济信息：居民地、道路、基础设施、公共设施、行政区界等。

水利工程信息：堤防、大坝、涵闸、泵站、分洪道、蓄滞洪区等。

洪水风险信息：淹没范围、淹没水深、洪水流速、到达时间、淹没历时、易损性、损失等空间分布。同一幅图中通常表现的是单一风险要素。其中，淹没水深、特征点流速和洪水到达时间等值线可在一幅图中同时展现。

洪水风险管理信息 （在专题图中表现）：转移方向或路线、安置区，洪水风险区划、洪水保险费率分区等。除避洪转移图中以洪水淹没水深的简明分布为背景外，洪水管理信息基于洪水风险形成，专题图中基本无需表现洪水风险要素。

说明信息：图例、洪水来源、洪水特征值、边界条件、淹没面积、淹没社会经济指标、溃口尺度等的图表、文字说明。

辅助信息：指北针、比例尺、洪水分析方法、发布单位、编制时间等。

▸洪水风险图有哪些使用者？

洪水风险图有很多潜在的用户，可以供公众使用，增强防灾意识，引导避洪转移和安置，合理选择开发建设场所，采取资产自保措施（抬高基础、建筑物或水敏设备防水、临时封堵建筑物可能进水的口门等）；也可以供机构用户（各级政府及行业部门、公共事业单位、保险业等）用于政府决策、土地利用规划、城乡建设规划、产业发展规划、防洪规划、应急管理规划、洪水保险等领域。

因洪水风险管理应用的政策法规体系尚不健全，目前我国洪水风险图的使用者还局限于防汛指挥机构和水利部门，应用范围和领域都十分有限。

▸洪水风险图的编制范围如何确定？

洪水风险图的用途是支撑洪水风险政策和措施的推行与实施，因此编制范围应与洪水风险具体政策、措施所涉及的洪水可能的威胁区域一致。目前，在我国有关法规政策中已明确的洪水风险图用途主要有辅助避洪抢险、蓄滞洪区管理和洪水影响评价等方面。

对于蓄滞洪区，边界已定，其编制范围基本明确；对于防洪抢险，则需要编制超标准洪水的风险图，对于洪水影响评价，一般而言洪水量级不超过100年一遇。

考虑到未来洪水风险图可能的应用，我国洪水风险图编制的基本范围至少应覆盖为100年一遇洪水（含暴雨和风暴潮）淹没区，对于防洪标准超过100年一遇的区域，则需编制与工程防洪标准相当量级的洪水淹没范围的洪水风险图，为稀遇洪水的应对和防洪抢险提供信息支撑。

截至2016年，通过全国重点地区洪水风险图编制项目的实施，编制修订了 《洪水风险图编制技术细则》《避洪转移图编制技术要求》《洪水风险图地图数据分类、编码与数据表结构》《洪水风险图制图技术要求》《洪水风险图成果提交要求》《洪水风险图成果汇总集成规范》《流域、省级洪水风险图管理与应用系统技术要求》《洪水风险图地图服务接口规范》《洪水风险图编制费用测算方法（试行）》《洪水风险图应用与管理办法》等规范性技术及管理文件，形成了涵盖河道洪水、溃坝洪水、内涝和风暴潮等多种洪涝类型的通用化洪水分析软件，开发了洪水影响分析与洪水损失评估模型和基于GIS数据模型驱动的洪水风险图绘制通用系统，采用水力学方法编制了所有重点防洪保护区、重要及一般蓄滞洪区、主要江河洪泛区、半数以上重要及重点城市的洪水风险图，覆盖面积50万km2，约占我国全部防洪区面积的48%，初步具备了在上述区域推行洪水风险管理的风险信息条件。

在洪水风险图编制的同时，一些政府部门和科研单位结合实际工作，积极探索洪水风险图的应用。

1999年美国FM保险公司与中国水科院合作，针对洪水保险需求，编制了上海市洪水风险图，截至目前，根据该图FM保险公司除为5 000多家国外企业提供洪水保险外，还为许多企业的防洪自保措施（如抬高厂房基础、选取设备及产品安放位置、设置防洪挡板等）提供洪水风险信息支持。

在最新一轮全国防洪规划中，各流域根据历史洪水淹没资料，结合现状洪水特性和防洪能力，编制了防御对象洪水的淹没状况图，在此基础上水规总院编制了洪水淹没区单位面积洪水期望损失图，以此支撑防洪工程措施和非工程措施的选择、布局和安排。

上海市在洪水风险信息公示方面进行了积极探索。2010年世博会期间，上海市公示了世博园区的洪水风险图，为世博会的管理者和观众了解该区域可能的洪水风险，以及一旦发生洪水，如何采取合理的应急行动提供参考依据。

我国洪水风险图在防汛抢险和洪水应急管理中的应用也日趋广泛，如2010年唱凯堤溃决后应急绘制的淹没范围图，为管理人员和有关部门了解洪水情况，部署救灾工作提供了支持；2010年温泉水库发生险情后，给出了水库下游的洪水淹没情况，为可能的危险区采取应急抢护和群众转移提供了依据；2013年黑龙江干流溃堤后，成为灾民安置和制定返迁计划的基础之一；北京、上海、武汉、宁波等地利用重点地区洪水风险图编制项目建立的模型和相关图件成果，开展暴雨内涝实时分析，公示内涝淹没信息，为内涝应急处置及防御提供信息；各省级和流域机构防汛指挥机构根据洪水风险图成果修编应急预案等。

然而，由于用途不明确并缺乏相应的法规支撑，使得我国洪水风险图针对性不够强，洪水风险图编制的可持续性难以保证，洪水风险图应用的法律依据不足，应用深度和广度都面临严重制约。

四、结语和建议

自然地理条件特殊，人口众多，发展压力大，以及受洪水威胁地区往往是社会经济发展核心地带的现实状况，使得我国洪涝灾害频发，影响范围广，损失严重，因此被形象地称之为“心腹之患”。在此背景下，侵占洪水高风险区、阻碍河道行洪、填埋排涝通道和洪涝蓄滞空间、盲目提高防洪排涝标准转移洪水风险、忽视洪水风险无序建设等不合理行为仍普遍存在，导致洪涝风险程度进一步增大。尽管有关部门和社会各界早在21世纪初对开展洪水风险综合管理已达成共识，但缺少实际行动，推动乏力。

洪水风险信息及其图形表达，即洪水风险图，是开展洪水风险综合管理的依据和基础，对洪水风险管理具体措施推行意义重大，已被世界各国洪水风险管理实践所反复证实。

洪水风险管理是政府行为，法律是政府行为的基本保障，法律缺位和无法可依已经成为我国推行洪水风险管理的最主要的短板和关键性制约因素，通过立法明确洪水风险管理措施（如防洪区土地管理、洪水保险等），并据此界定洪水风险图的用途和表现方式，是我国洪水风险图编制与应用工作得以顺利推进的根本保证和唯一途径。■

责任编辑 马颖卓

A brief introduction on drawing and app lication of flood risk map

Xiang Liyun

Flood risk map is the genetic term ofmaps that directly present the spatial distribution of flood risks(or risk elements)and flood management information.It is the basis and foundation for flood risk management system and its implementation.The paper introduces the types of flood risk map and utilization,with summaries of flood risk map practices in US,Japan and European countries,and reviews the agenda,results and current challenges faced by China in this regards.Suggestion that flood riskmanagementmeasures should be clarified is proposed.

flood riskmap;drawing;result application;lack of legislation

TV877+TV122

：B

：1000-1123（2017）05-0009-05

2016-12-16

向立云，教授级高级工程师，减灾中心副主任。

全国重点地区洪水风险图编制项目；国家重点研发计划项目（2016YFC0803107；2016YFC0803109）。