張琦建
(河南省水利信息中心,河南 鄭州 450003)
河南省山洪災(zāi)害調(diào)查評價工作主要是在河南省79個縣、7.82萬km2的山洪災(zāi)害防治區(qū),按照10~50km2劃分小流域,以小流域為單元,開展山洪災(zāi)害基本情況、小流域基本特征、水文、社會經(jīng)濟等情況的調(diào)查,綜合分析沿河村落和城鎮(zhèn)的防洪現(xiàn)狀,以村為單元劃定危險區(qū),科學(xué)確定預(yù)警指標和閾值,為及時準確預(yù)警和災(zāi)害防御提供基礎(chǔ)支撐。主要工作內(nèi)容包括山洪災(zāi)害調(diào)查、重點防治區(qū)山洪災(zāi)害詳查、山洪災(zāi)害分析評價、山洪災(zāi)害調(diào)查成果審核匯集、調(diào)查評價成果綜合集成使用等。本文結(jié)合欒川縣山洪災(zāi)害調(diào)查工作實踐,對工作流程、技術(shù)路線設(shè)計、調(diào)查成果、經(jīng)驗及建議等方面進行總結(jié)[1]。
河南省欒川縣境內(nèi)河流分屬黃河、長江兩大流域,其中黃河流域2154km2,占全縣總面積的87%;長江流域323km2,占全縣總面積的13%。
流域面積在100km2以上的河流有6條,其中屬黃河流域的有:伊河,干流長113km,流域面積1274km2;小河,干流長44km,流域面積604km2;明白河,干流長44km,流域面積276km2;洪洛河,干流長25km,流域面積152km2;北溝河,干流長25.5km,流域面積152km2。屬長江流域的有:淯河,干流長55.6km,流域面積323km2。
欒川縣平均年降雨量784.7mm,最大年降雨量為1964年的1386mm,最小降雨量為1969年的598mm。降雨量年內(nèi)分布不均,6-9月降雨量占全年降雨量的62.2%,暴雨常出現(xiàn)在7月下旬和8月上旬,暴雨造成的洪水陡漲陡落,歷時短、洪峰高、突發(fā)性強,不易防范,易發(fā)生災(zāi)害。
2001年7月27日,全縣普降暴雨和特大暴雨,暴雨中心位于石廟鎮(zhèn)七姑溝,24小時降雨200mm,造成七姑溝暴發(fā)山洪,由于山洪攜帶石礫較大,加上一些樹木枝桿堵塞橋眼,瞬間形成較大庫容,橋垮后形成水頭10米的泥石流奔瀉而下,這次災(zāi)害共造成9人死亡,沖垮大橋13座、小橋及涵洞6眼,倒塌房屋119間,淤埋耕地865畝,沖毀堰壩20km,水泥道路4km,鄉(xiāng)村主干道10km,電力、通訊線路15km,有線電視線路8.1km,自來水管道16km,直接經(jīng)濟損失3 000萬元。
2010年7月24日,全縣普降暴雨,暴雨中心在石廟鎮(zhèn)和陶灣鎮(zhèn),最大降雨量超過200mm,其中陶灣西溝3小時降雨量達133mm;伊河欒川縣水文站流量1280m3/s,潭頭水文站測算流量3150m3/s;全縣普遍受災(zāi),電力、通訊、交通一度中斷,河堤、道路、橋梁、農(nóng)田以及居民房屋被毀嚴重,直接經(jīng)濟損失19.8億元。
根據(jù)山洪災(zāi)害調(diào)查的總體目標要求,欒川縣山洪災(zāi)害調(diào)查工作在省山洪災(zāi)害防治項目建設(shè)辦公室統(tǒng)一組織下,積極開展部門之間的協(xié)作與交流,采取內(nèi)業(yè)調(diào)查和外業(yè)調(diào)查、全面調(diào)查和重點調(diào)查相結(jié)合的調(diào)查方式,對山洪災(zāi)害調(diào)查工作技術(shù)路線進行設(shè)計。如圖1所示。
調(diào)查準備工作包括工作底圖制作、調(diào)查終端軟件開發(fā)、調(diào)查終端購置以及技術(shù)培訓(xùn)等。
2.1.1 工作底圖準備。為保證山洪災(zāi)害調(diào)查評價成果的質(zhì)量,實現(xiàn)監(jiān)測預(yù)警信息的共享,滿足山洪災(zāi)害調(diào)查評價和監(jiān)測預(yù)警信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標準統(tǒng)一、全面一致性共享和數(shù)據(jù)涉密管理等要求,統(tǒng)一制作山洪災(zāi)害工作底圖包括國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù),包括:1:5萬DLG數(shù)據(jù)、分辨率2.5m的近期DOM影像數(shù)據(jù),土地利用圖、土壤圖、河流、水利工程、水文監(jiān)測站點等數(shù)據(jù),小流域劃分及基礎(chǔ)信息提取數(shù)據(jù)。
2.1.2 調(diào)查工具軟件開發(fā)。山洪災(zāi)害調(diào)查工具軟件基于WebGIS地理信息系統(tǒng)開發(fā),包括調(diào)查評價數(shù)據(jù)上報、調(diào)查過程質(zhì)量控制、調(diào)查進度控制、調(diào)查對象管理、調(diào)查圖表生成、調(diào)查員管理、數(shù)據(jù)文件管理、問題記錄與反饋、數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)管理等功能模塊。
圖1 山洪災(zāi)害調(diào)查工作技術(shù)路線
2.1.2.1 調(diào)查數(shù)據(jù)上報。調(diào)查數(shù)據(jù)上報功能以調(diào)查成果庫、地理信息數(shù)據(jù)庫為支撐,以WebGIS及各種圖表為信息展示方式,以數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)分析為主要內(nèi)容,開發(fā)山洪災(zāi)害調(diào)查評價數(shù)據(jù)上報功能模塊。主要功能包括:防治區(qū)基本情況調(diào)查成果上報;山洪災(zāi)害防治監(jiān)測預(yù)警設(shè)備信息上報;危險區(qū),轉(zhuǎn)移路線和安置點信息上報;涉水工程(包括水庫、水閘、堤防、塘(堰)壩、路涵、橋梁)信息上報;需工程治理山洪溝及保護村落信息上報;沿河村落居民住房信息上報;重要城(集)鎮(zhèn)住房信息上報;照片、影片等多媒體資料數(shù)據(jù)上報;河道斷面測量成果數(shù)據(jù)上報等。
2.1.2.2 調(diào)查對象管理功能開發(fā)。調(diào)查對象管理功能實現(xiàn)調(diào)查對象編輯、調(diào)查對象查詢、數(shù)據(jù)分析等主要功能,提供直觀的信息查詢、圖形顯示、報表輸出及輔助分析服務(wù)。主要功能為:調(diào)查對象編輯功能。實現(xiàn)對調(diào)查對象屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)的添加、修改和刪除等操作。調(diào)查對象的查詢功能。實現(xiàn)按照行政區(qū)劃、山洪災(zāi)害防治區(qū)類型、所在小流域等條件,對調(diào)查對象的精確查詢和模糊查詢操作。調(diào)查對象分析功能。以GIS、專題圖和報表等形式,進行常用業(yè)務(wù)分析,分析內(nèi)容包括防治區(qū)內(nèi)人口分布情況、水文氣象情況、地形地貌情況、社會經(jīng)濟情況、歷史山洪災(zāi)害情況、涉水工程情況、山洪溝治理情況等。
2.1.2.3 調(diào)查圖表生成功能。調(diào)查圖表生成功能可根據(jù)所登陸調(diào)查員所屬的行政區(qū)劃及工作內(nèi)容,生成標準的空白調(diào)查表和其所在行政區(qū)劃的工作底圖,用戶可根據(jù)需要進行調(diào)查表和工作底圖的打印操作。
2.1.2.4 數(shù)據(jù)備份恢復(fù)功能。數(shù)據(jù)備份恢復(fù)功能實現(xiàn)對全部調(diào)查數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)操作,數(shù)據(jù)備份時支持普通備份和計劃備份,數(shù)據(jù)恢復(fù)時支持全部恢復(fù)和選擇性恢復(fù)。實現(xiàn)對調(diào)查對象屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、多媒體資料、水文氣象報告、洪水調(diào)查報告、河道斷面測量結(jié)果、已生成的匯總表和成果圖等數(shù)據(jù)的備份操作。支持計劃備份功能,用戶可設(shè)定備份計劃,以每天、每周或每月為周期進行自動備份;實現(xiàn)根據(jù)已存在的備份數(shù)據(jù)進行恢復(fù)的操作,支持全部恢復(fù)和選擇性恢復(fù)。
外業(yè)調(diào)查的內(nèi)容主要包括:防治區(qū)基本情況調(diào)查、危險區(qū)調(diào)查(包括轉(zhuǎn)移路線和臨時安置點)、小流域基礎(chǔ)信息核查、需工程治理山洪溝基本情況調(diào)查、涉水工程調(diào)查、重點防治區(qū)現(xiàn)場詳查、沿河村落河道斷面測量及居民住房房基高程測量、歷史山洪災(zāi)害調(diào)查。
2.2.1 在欒川縣域所有臨河村莊開展山洪災(zāi)害防治區(qū)危險區(qū)調(diào)查。調(diào)查歷史最高洪水位、歷史洪痕,標繪危險區(qū)、安置點、轉(zhuǎn)移路線,填報調(diào)查表格,信息錄入現(xiàn)場采集終端。工作流程為詢問基本情況→調(diào)查歷史最高洪水位→調(diào)查歷史洪痕→勾畫危險區(qū)→標注轉(zhuǎn)移安置地點→勾畫轉(zhuǎn)移路線。
2.2.2 在重點防治區(qū)沿河村落開展沿河村落詳查。在危險區(qū)調(diào)查的基礎(chǔ)上,開展危險區(qū)內(nèi)沿河居民戶詳查,填報調(diào)查表格,信息錄入現(xiàn)場采集終端。工作流程為詢問基本情況→調(diào)查歷史最高洪水位→調(diào)查歷史洪痕→勾畫危險區(qū)→標注轉(zhuǎn)移安置地點→勾畫轉(zhuǎn)移路線→沿河村落詳查→住戶調(diào)查填表→拍照。
2.2.3 在欒川縣域內(nèi)開展山洪災(zāi)害小流域信息核查。主要包括流域內(nèi)影響防洪的涉水工程調(diào)查、下墊面情況調(diào)查及流域出口、節(jié)點調(diào)查等內(nèi)容,填報調(diào)查表格,信息錄入現(xiàn)場采集終端。工作流程為影響防洪橋梁調(diào)查→塘堰壩調(diào)查→路涵調(diào)查→村莊全景拍照→河床地質(zhì)拍照→河道斷面拍照→小流域信息核查→匯水節(jié)點核查→小流域命名。
2.2.4 對影響重要城(集)鎮(zhèn)、沿河村落安全的河道進行控制斷面測量和房基高程測量,以滿足小流域暴雨洪水分析計算,防洪現(xiàn)狀評價,危險區(qū)劃定和預(yù)警指標分析的要求??刂茢嗝鏈y量成果要反映河道斷面形態(tài)和特征,標注歷史最高洪水位、成災(zāi)水位等。工作流程為野外踏勘→控制測量→縱橫斷面測量→數(shù)據(jù)處理→成果質(zhì)量檢查→生成成果表。
2.2.5 對具有區(qū)域代表性的典型場次洪水,按照歷史洪水調(diào)查相關(guān)要求進行現(xiàn)場調(diào)查,考證洪水痕跡,對洪痕所在河道斷面進行測量,并收集調(diào)查相應(yīng)的降雨資料,估算洪峰流量和洪水重現(xiàn)期。流程為選定調(diào)查流域→確定調(diào)查斷面→查勘水文痕跡→開展斷面測量→收集降雨資料→估算洪峰流量。
欒川縣山洪災(zāi)害調(diào)查完成15個鎮(zhèn)(鄉(xiāng)、管委會)、213個行政村、1 979個自然村的基本情況現(xiàn)場調(diào)查,其中沿河村落詳查700個,入戶詳查居民戶17 722戶,居民樓146座,歷史山洪災(zāi)害205個,危險區(qū)277個,危險區(qū)內(nèi)企事業(yè)單位75個,塘堰壩216座,橋梁1 103座,路涵394座?;旧厦辶藱璐h山洪災(zāi)害歷史發(fā)生情況和現(xiàn)實風(fēng)險。
本次山洪災(zāi)害調(diào)查時間緊、任務(wù)重,涉及省、市、縣、鄉(xiāng)、村五個層級,多個專業(yè)部門配合實施,工作環(huán)節(jié)多,且相互交叉。在審核過程中發(fā)現(xiàn)了很多問題,但經(jīng)過多次反復(fù)核對和復(fù)查,最終調(diào)查結(jié)果通過了省、市、縣三級審核,調(diào)查結(jié)果基本可靠[2]。為高效組織開展調(diào)查工作,在實際情況中主要有以下經(jīng)驗和建議。
①根據(jù)山洪災(zāi)害調(diào)查工作任務(wù),按照專業(yè)進行了任務(wù)分解,專業(yè)隊伍承擔(dān)了水文資料收集、測量等工作,并組建了省級調(diào)查評價技術(shù)服務(wù)平臺,大大減輕了縣里調(diào)查的工作壓力。
②內(nèi)業(yè)調(diào)查采取“鄉(xiāng)鎮(zhèn)負責(zé),村干部配合”的模式非??尚?,基層干部熟悉基本情況,包括自然村的居民地范圍、歷史山洪災(zāi)害、監(jiān)測預(yù)警設(shè)備的安裝地點等都一清二楚,在標注過程中不容易出錯,但由于個別村干部看不懂地圖會出現(xiàn)居民地標錯現(xiàn)象。
③運用地理信息技術(shù)對暴雨圖集進行矢量化和二次開發(fā),通過程序開發(fā)自動計算等值線之間地區(qū)的參數(shù),將大大提高資料整理效率和準確性。
④在實測橫斷面時,首先要確保所選斷面方向的準確性和合理性。施測中應(yīng)嚴格按照各項技術(shù)指標采集斷面特征點數(shù)據(jù),盡量避免采集的數(shù)據(jù)含有飛點和尖點現(xiàn)象,以免給后續(xù)的數(shù)據(jù)處理帶來不必要的工作量。
[1]郭良,劉昌軍,丁留謙,等.開展全國山洪災(zāi)害調(diào)查評價的工作設(shè)想[J].中國水利,2012(23):10-12.
[2]全國山洪災(zāi)害調(diào)查評價項目組.山洪災(zāi)害調(diào)查技術(shù)要求[R].北京:2014.