張凌霄

（大伙房水庫輸水工程建設(shè)局，遼寧沈陽110003）

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GIS技術(shù)在遼寧太子河左岸洪水風(fēng)險圖編制中的應(yīng)用

張凌霄

（大伙房水庫輸水工程建設(shè)局，遼寧沈陽110003）

摘要：洪水風(fēng)險圖對于預(yù)防和減少洪水災(zāi)害，保障流域區(qū)居民的生命財產(chǎn)安全具有重要意義。隨著科技的發(fā)展，各種高科技手段也不斷被應(yīng)用到洪水風(fēng)險圖編制工作中，而GIS技術(shù)是其中的一個典型先進(jìn)技術(shù)。文章以遼寧太子河左岸防洪保護(hù)區(qū)的洪水圖編制工作為實(shí)例，介紹了GIS技術(shù)的特點(diǎn)及其在風(fēng)險圖編制中的應(yīng)用步驟，以期為以后類似工作提供一些參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù)；遼寧太子河；洪水風(fēng)險圖

洪水風(fēng)險圖其本質(zhì)是用圖的形式表示出某一地區(qū)發(fā)生洪災(zāi)后可能會波及的區(qū)域、洪水深度及洪災(zāi)損失等參數(shù)，是指導(dǎo)防洪區(qū)規(guī)劃、防洪減災(zāi)等工作的重要依據(jù)，對提升洪水風(fēng)險管理具有重要意義。傳統(tǒng)的洪水風(fēng)險圖編制是一項復(fù)雜、費(fèi)事費(fèi)力的工作，而GIS技術(shù)集合了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)分析等功能，具有強(qiáng)大的圖形展現(xiàn)和處理能力，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，GIS技術(shù)必將成為洪水風(fēng)險圖編制工作的重要支撐。

1 GIS技術(shù)的特點(diǎn)

GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)是多種學(xué)科的交叉產(chǎn)物，其基礎(chǔ)為地理空間，采用地理模型分析法實(shí)時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，是一種為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。該技術(shù)的基本功能是將表格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地理圖形顯示出來，然后可以通過計算機(jī)對其進(jìn)行操作分析，包含的對象非常豐富。GIS技術(shù)有以下幾個突出特點(diǎn)：

（1）開放性。GIS系統(tǒng)具有開放式環(huán)境及很強(qiáng)的可擴(kuò)充性和可連接性，支持多種數(shù)據(jù)庫類型，包括ORACLE、SYBASE等；可以運(yùn)行多種編程語言及開發(fā)工具；支持多種操作平臺；有多種標(biāo)準(zhǔn)化接口，例如SCADA、EMS、MIS、OA等。

（2）先進(jìn)性。GIS平臺采用和世界同步的計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和地理信息處理技術(shù)等。此外還支持遠(yuǎn)程圖紙和數(shù)據(jù)查詢，圖標(biāo)輸出能力強(qiáng)大，還可對圖紙進(jìn)行分層控制，例如可分層顯示山川、水系、道路、各類建筑等。地圖精度高，省級地圖比例尺可達(dá)1：5000或1：10000，市級地圖比例尺可達(dá)1：500。

（3）發(fā)展性。GIS技術(shù)具有很強(qiáng)的可擴(kuò)充性和可連接性，在應(yīng)用和開發(fā)過程中，使用工具的種類也較多，一般為J2EE和XML等，擴(kuò)展之后能和其他的應(yīng)用系統(tǒng)很方便的整合在一起，因此該技術(shù)具有很強(qiáng)的發(fā)展性［1］。

2 工程概況

太子河左岸防洪保護(hù)區(qū)位于遼寧省中部，保護(hù)區(qū)上至太子河遼陽鐵橋，下至三岔河口處，保護(hù)區(qū)面積約1781km2，保護(hù)區(qū)右邊界輪廓線為太子河左岸。保護(hù)區(qū)內(nèi)涉及遼陽市、遼陽縣、鞍山市、海城市4個市縣。太子河左岸防洪保護(hù)區(qū)涉及河流為太子河干流及其支流柳壕河、南沙河、運(yùn)糧河、楊柳河、三通河、五道河和海城河。太子河左岸防洪保護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險圖編制可采用上下游控制水文站，包括遼陽站、小林子站、唐馬寨站、三岔河站。

3 GIS技術(shù)在保護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險圖編制中的具體應(yīng)用

洪水風(fēng)險圖可以反映出洪水的風(fēng)險信息，包括洪水的淹沒信息和決堤發(fā)生的概率、機(jī)理導(dǎo)致的后果等，所以洪水風(fēng)險圖編制的基礎(chǔ)工作為洪水風(fēng)險分析。洪水風(fēng)險分析方法有實(shí)際水災(zāi)法、水文學(xué)法和水力學(xué)法3種，在本項目中應(yīng)用一維和二維水力學(xué)法進(jìn)行分析。而GIS技術(shù)可以將分析結(jié)果詳細(xì)直觀的顯示在圖形中。下面對該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)介紹［2］。

3.1 風(fēng)險面圖層的建立

太子河左岸防洪保護(hù)區(qū)風(fēng)險圖洪水分析采用一維和二維水力學(xué)方法。其中主河道內(nèi)計算采用一維模型，主河道外采用一維和二維耦合模型進(jìn)行計算。其中一維模型采用MIKE模型系列中的MIKE11模塊進(jìn)行非恒定流計算；二維模型采用不規(guī)則網(wǎng)格進(jìn)行計算，所用軟件為名錄中的 MIKE模型系列中的MIKE21FM模塊。其中各個流域的具體特性見下表1［3］。

表1 遼陽以下各支流流域特性表

在GIS技術(shù)中，將事先配準(zhǔn)好的太子河左岸區(qū)域的坐標(biāo)信息錄入到計算網(wǎng)格中，之后將網(wǎng)格信息圖層作為模板，由GIS接口新建一個太子河左岸的洪水風(fēng)險圖層，該圖層的主要任務(wù)是顯示洪水風(fēng)險的分析結(jié)果。

3.2 風(fēng)險圖層與洪水風(fēng)險分析結(jié)果聯(lián)系

經(jīng)過前期的洪水風(fēng)險分析和計算，可以得到各個網(wǎng)格區(qū)域的洪水風(fēng)險信息，其中包括最大水深、洪水最大流速、預(yù)計洪水達(dá)到時間、淹沒區(qū)域范圍及時長等，將這些信息作為洪水風(fēng)險圖層的組成部分分類錄入該圖層屬性表的特定位置。在本項目中，技術(shù)人員通過實(shí)地調(diào)查、遙感測繪等手段，較為準(zhǔn)確的得到了研究范圍內(nèi)淹沒水深和造成的各類損失率之間的關(guān)系［4］，具體見表2。

3.3 分級渲染

針對不同的洪水風(fēng)險圖，例如河道洪水風(fēng)險圖、潰堤洪水風(fēng)險圖，利用GIS技術(shù)與各種圖層的描述接口、顏色方案接口進(jìn)行對接，以之前完成的屬性表中相應(yīng)數(shù)值進(jìn)行渲染該圖層，這樣就能實(shí)現(xiàn)洪水風(fēng)險圖層的自動繪制功能，注意在渲染之前一定要制定好分級方案。本項目共設(shè)有分級方案12個，以不同的顏色進(jìn)行區(qū)分顯示［5］。

3.4 地圖疊加

在風(fēng)險圖圖層渲染結(jié)束后，將其與其他空間數(shù)據(jù)進(jìn)行合理疊加，在疊加時應(yīng)注意位置的準(zhǔn)確性，坐標(biāo)正確后洪水風(fēng)險圖的制作已經(jīng)接近完工，之后可以通過特定的應(yīng)用程序?qū)︼L(fēng)險圖進(jìn)行查看，本項目的查看工具軟件為ArcGIS［6］。

表2 研究范圍內(nèi)的水深—損失率/損失值關(guān)系（%）

太子河左岸防洪保護(hù)區(qū)風(fēng)險圖以地形圖、防洪工程分布和行政區(qū)域劃分為底圖，之后又添加分洪口位置、分洪水位、災(zāi)民轉(zhuǎn)移道路和安置點(diǎn)等信息，最終構(gòu)成了一幅信息量具體的洪水風(fēng)險圖［7］。

4 結(jié)語

太子河左岸防洪保護(hù)區(qū)通過應(yīng)用GIS技術(shù)繪制出了信息全面、形象直觀的洪水風(fēng)險圖，這在應(yīng)對洪水災(zāi)害和保障區(qū)域民眾生命財產(chǎn)安全上具有很大的意義［8］。本項目除了對現(xiàn)有情況進(jìn)行繪制外，還對假設(shè)情況進(jìn)行了模擬繪制，一旦遇到一些突發(fā)事件，有關(guān)部門據(jù)此可以較快的采取應(yīng)對措施，不至于到時出現(xiàn)缺乏經(jīng)驗(yàn)、毫無準(zhǔn)備等情況。

參考文獻(xiàn)

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［8］朱麗向.對城市河道治理規(guī)劃問題的探討［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，2009（02）：6-7.

中圖分類號：TV122

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1008-1305（2016）02-0036-02

DOI：10.3969/j.issn.1008-1305.2016.02.016

收稿日期：2015-09-09

作者簡介：張凌霄（1989年—），女，助理工程師。