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(píng)價(jià)工作主要是在河南省79個(gè)縣、7.82萬(wàn)km2的山洪災(zāi)害防治區(qū),按照10~50km2劃分小流域,以小流域?yàn)閱卧?,開(kāi)展山洪災(zāi)害基本情況、小流域基本特征、水文、社會(huì)經(jīng)濟(jì)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?jiǎng)澏ㄎkU(xiǎn)區(qū),科學(xué)確定預(yù)警指標(biāo)和閾值,為及時(shí)準(zhǔn)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(diǎn)防治區(qū)山洪災(zāi)害詳查、山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)、山洪災(zāi)害調(diào)查成果審核匯集、調(diào)查評(píng)價(jià)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(shí)踐,對(duì)工作流程、技術(shù)路線設(shè)計(jì)、調(diào)查成果、經(jīng)驗(yàn)及建議等方面進(jìn)行總結(jié)[1]。
河南省欒川縣境內(nèi)河流分屬黃河、長(zhǎng)江兩大流域,其中黃河流域2154km2,占全縣總面積的87%;長(zhǎng)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(zhǎng)113km,流域面積1274km2;小河,干流長(zhǎng)44km,流域面積604km2;明白河,干流長(zhǎng)44km,流域面積276km2;洪洛河,干流長(zhǎng)25km,流域面積152km2;北溝河,干流長(zhǎng)25.5km,流域面積152km2。屬長(zhǎng)江流域的有:淯河,干流長(zhǎng)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(shí)短、洪峰高、突發(fā)性強(qiáng),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(shí)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(shù)木枝桿堵塞橋眼,瞬間形成較大庫(kù)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(lái)水管道16km,直接經(jīng)濟(jì)損失3 000萬(wàn)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(guò)200mm,其中陶灣西溝3小時(shí)降雨量達(dá)133mm;伊河欒川縣水文站流量1280m3/s,潭頭水文站測(cè)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(yán)重,直接經(jīng)濟(jì)損失19.8億元。
根據(jù)山洪災(zāi)害調(diào)查的總體目標(biāo)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(xiàng)目建設(shè)辦公室統(tǒng)一組織下,積極開(kāi)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(diǎn)調(diào)查相結(jié)合的調(diào)查方式,對(duì)山洪災(zāi)害調(diào)查工作技術(shù)路線進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖1所示。
調(diào)查準(zhǔn)備工作包括工作底圖制作、調(diào)查終端軟件開(kāi)發(fā)、調(diào)查終端購(gòu)置以及技術(shù)培訓(xùn)等。
2.1.1 工作底圖準(zhǔn)備。為保證山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)成果的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)警信息的共享,滿足山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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(guó)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(wàn)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(cè)站點(diǎn)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(kāi)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(kāi)發(fā),包括調(diào)查評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)上報(bào)、調(diào)查過(guò)程質(zhì)量控制、調(diào)查進(jìn)度控制、調(diào)查對(duì)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(wèn)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(bào)。調(diào)查數(shù)據(jù)上報(bào)功能以調(diào)查成果庫(kù)、地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)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(kāi)發(fā)山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)上報(bào)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(bào);山洪災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備信息上報(bào);危險(xiǎn)區(qū),轉(zhuǎn)移路線和安置點(diǎn)信息上報(bào);涉水工程(包括水庫(kù)、水閘、堤防、塘(堰)壩、路涵、橋梁)信息上報(bào);需工程治理山洪溝及保護(hù)村落信息上報(bào);沿河村落居民住房信息上報(bào);重要城(集)鎮(zhèn)住房信息上報(bào);照片、影片等多媒體資料數(shù)據(jù)上報(bào);河道斷面測(cè)量成果數(shù)據(jù)上報(bào)等。
2.1.2.2 調(diào)查對(duì)象管理功能開(kāi)發(fā)。調(diào)查對(duì)象管理功能實(shí)現(xiàn)調(diào)查對(duì)象編輯、調(diào)查對(duì)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(bào)表輸出及輔助分析服務(wù)。主要功能為:調(diào)查對(duì)象編輯功能。實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)查對(duì)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(duì)象的查詢功能。實(shí)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(duì)調(diào)查對(duì)象的精確查詢和模糊查詢操作。調(diào)查對(duì)象分析功能。以GIS、專題圖和報(bào)表等形式,進(jìn)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(huì)經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)支持普通備份和計(jì)劃備份,數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)支持全部恢復(fù)和選擇性恢復(fù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)查對(duì)象屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、多媒體資料、水文氣象報(bào)告、洪水調(diào)查報(bào)告、河道斷面測(cè)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(jì)劃備份功能,用戶可設(shè)定備份計(jì)劃,以每天、每周或每月為周期進(jìn)行自動(dòng)備份;實(shí)現(xiàn)根據(jù)已存在的備份數(shù)據(jù)進(jìn)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(xiǎn)區(qū)調(diào)查(包括轉(zhuǎn)移路線和臨時(shí)安置點(diǎn))、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(diǎn)防治區(qū)現(xiàn)場(chǎng)詳查、沿河村落河道斷面測(cè)量及居民住房房基高程測(cè)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(kāi)展山洪災(zāi)害防治區(qū)危險(xiǎn)區(qū)調(diào)查。調(diào)查歷史最高洪水位、歷史洪痕,標(biāo)繪危險(xiǎn)區(qū)、安置點(diǎn)、轉(zhuǎn)移路線,填報(bào)調(diào)查表格,信息錄入現(xiàn)場(chǎng)采集終端。工作流程為詢問(wèn)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(xiǎn)區(qū)→標(biāo)注轉(zhuǎn)移安置地點(diǎn)→勾畫轉(zhuǎn)移路線。
2.2.2 在重點(diǎn)防治區(qū)沿河村落開(kāi)展沿河村落詳查。在危險(xiǎn)區(qū)調(diào)查的基礎(chǔ)上,開(kāi)展危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)沿河居民戶詳查,填報(bào)調(diào)查表格,信息錄入現(xiàn)場(chǎng)采集終端。工作流程為詢問(wèn)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(xiǎn)區(qū)→標(biāo)注轉(zhuǎn)移安置地點(diǎn)→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(kāi)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(diǎn)調(diào)查等內(nèi)容,填報(bào)調(diào)查表格,信息錄入現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)核查→小流域命名。
2.2.4 對(duì)影響重要城(集)鎮(zhèn)、沿河村落安全的河道進(jìn)行控制斷面測(cè)量和房基高程測(cè)量,以滿足小流域暴雨洪水分析計(jì)算,防洪現(xiàn)狀評(píng)價(jià),危險(xiǎn)區(qū)劃定和預(yù)警指標(biāo)分析的要求??刂茢嗝鏈y(cè)量成果要反映河道斷面形態(tài)和特征,標(biāo)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(cè)量→縱橫斷面測(cè)量→數(shù)據(jù)處理→成果質(zhì)量檢查→生成成果表。
2.2.5 對(duì)具有區(qū)域代表性的典型場(chǎng)次洪水,按照歷史洪水調(diào)查相關(guān)要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,考證洪水痕跡,對(duì)洪痕所在河道斷面進(jìn)行測(cè)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(kāi)展斷面測(cè)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(gè)鎮(zhèn)(鄉(xiāng)、管委會(huì))、213個(gè)行政村、1 979個(gè)自然村的基本情況現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,其中沿河村落詳查700個(gè),入戶詳查居民戶17 722戶,居民樓146座,歷史山洪災(zāi)害205個(gè),危險(xiǎn)區(qū)277個(gè),危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)企事業(yè)單位75個(gè),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(shí)風(fēng)險(xiǎn)。
本次山洪災(zāi)害調(diào)查時(shí)間緊、任務(wù)重,涉及省、市、縣、鄉(xiāng)、村五個(gè)層級(jí),多個(gè)專業(yè)部門配合實(shí)施,工作環(huán)節(jié)多,且相互交叉。在審核過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了很多問(wèn)題,但經(jīng)過(guò)多次反復(fù)核對(duì)和復(fù)查,最終調(diào)查結(jié)果通過(guò)了省、市、縣三級(jí)審核,調(diào)查結(jié)果基本可靠[2]。為高效組織開(kāi)展調(diào)查工作,在實(shí)際情況中主要有以下經(jīng)驗(yàn)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(jìn)行了任務(wù)分解,專業(yè)隊(duì)伍承擔(dān)了水文資料收集、測(cè)量等工作,并組建了省級(jí)調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)服務(wù)平臺(tái),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(fù)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(cè)預(yù)警設(shè)備的安裝地點(diǎn)等都一清二楚,在標(biāo)注過(guò)程中不容易出錯(cuò),但由于個(gè)別村干部看不懂地圖會(huì)出現(xiàn)居民地標(biāo)錯(cuò)現(xiàn)象。
③運(yùn)用地理信息技術(shù)對(duì)暴雨圖集進(jìn)行矢量化和二次開(kāi)發(fā),通過(guò)程序開(kāi)發(fā)自動(dòng)計(jì)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(zhǔn)確性。
④在實(shí)測(cè)橫斷面時(shí),首先要確保所選斷面方向的準(zhǔn)確性和合理性。施測(cè)中應(yīng)嚴(yán)格按照各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)采集斷面特征點(diǎn)數(shù)據(jù),盡量避免采集的數(shù)據(jù)含有飛點(diǎn)和尖點(diǎn)現(xiàn)象,以免給后續(xù)的數(shù)據(jù)處理帶來(lái)不必要的工作量。
[1]郭良,劉昌軍,丁留謙,等.開(kāi)展全國(guó)山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)的工作設(shè)想[J].中國(guó)水利,2012(23):10-12.
[2]全國(guó)山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目組.山洪災(zāi)害調(diào)查技術(shù)要求[R].北京:2014.