济南市城区洪水风险图制作技术梗概

于海军，刘　芹

（1.济南市水文局，山东 济南 250014；2.安丘市水利建筑安装公司，山东 安丘 262100）

济南市城区洪水风险图制作技术梗概

于海军1，刘芹2

（1.济南市水文局，山东 济南 250014；2.安丘市水利建筑安装公司，山东 安丘 262100）

【摘要】简述了洪水风险图制作时资料收集及整理的原则，洪水风险分析及影响损失评估的技术要点，以及风险图成果内容，可供洪水风险图技术制作与使用人员参考。

【关键词】济南市；洪水风险图；参数率定；风险分析

济南市城区洪水风险图信息管理系统已于2014年制作完成并投入使用，根据《济南市城市防洪规划》，综合考虑济南市城市建设及社会经济现状、人口分布等因素，确定城区洪水风险图计算范围。北至黄河堤防，西、南至二环路，东至大辛河流域边界，总面积约275km2。

1　基本资料收集及整理

1）基础地理资料。收集济南市城区防洪保护区洪水计算范围的1∶10000矢量地图和DEM数据，收集土地利用图或近期的遥感影像资料。

2）水文及洪水资料。收集计算范围内的主要河流名称、位置、上下游关系、雨量站的坐标位置及其实测洪水资料和历史典型洪水资料、闸门、泵站、历史洪水位、防洪调度预案以及排水分区、排水管网、排水泵站、降雨径流等资料。

3）构筑物和工程调度资料。收集城区防洪保护区内影响洪水运动的河流、水库、闸门、渠道等工程和高出原地面0.5m以上的线状建筑物 （公路、铁路）的基本参数和准确位置等资料。工程调度资料主要包括各类工程的防洪标准、河道安全泄量、经批准的防御洪水方案等。

4）社会经济资料。应采用权威机构发布的最新统计资料，包括政府统计部门刊布的统计年鉴和有关部门刊布的统计资料、年报等，所有的社会经济数据统计年份必须一致。

5）洪涝灾害资料。收集城区防洪保护区内主要控制站的历史典型洪水水位、流量过程，历史洪水堤防溃口情况，城区农村淹没、农作物减产、人员伤亡、工业交通基础设施和水利工程受损情况等资料数据。

6）外业调查及测量。开展对重点保护对象、积水点、排水分区调查；对于影响暴雨内涝分析的地形数据不足的区域，进行局部加密测量；对于河道断面资料不足或年代久远的资料进行断面补测。

2　洪水风险分析

2.1洪水来源分析

济南市境内主要有黄河、小清河两大水系，此外还有玉符河、腊山河、兴济河等多条河流。湖泊有大明湖、白云湖等。

2.2洪水分析方法和方案

洪水分析方法均采用水力学方法，其中河道采用一维非恒定流方法，城区采用二维非恒定流方法。洪水分析方案为：

1）设计洪水量级选取。城区外河流的洪水量级选取20年和50年一遇。城区内河流的洪水量级选取10年、20年和50年一遇。

2）溃口设置。堤防溃口位置可以根据堤防的结构、几何尺寸、安全隐患的分布以及险工险段现状，在咨询相关管理或防汛部门专家的基础上确定。

2.3洪水分析

1）模型选择。在对城区整体或不同计算分区进行洪水分析时，通常采用中央下发的统一模型进行模拟。

2）边界条件确定。外边界条件：河流的上边界条件为设计或实测的流量过程，下边界条件为水位——流量关系。内边界条件：调查城区内可以人为调节水流运动的工程设施，包括涵闸、堤坝、泵站等，确定其调度原则和运行方式。

3）参数选取。主要为河道断面的形状、比降、糙率等。

4）参数率定。一维水力学模型：收集2场以上的历史洪水事件的完整数据以及重点监测站点的水位流量过程，在所有边界节点上输入历史洪水事件中实测记录的水位流量数据，根据计算结果中监测站点处的模拟值与实测值比较来对模型的准确度进行检验。二维水力学模型：选择不少于一场有实测或调查资料的曾经淹没过计算区域（或其中一部分）的实际洪水进行二维洪水计算所需的参数的率定，特别是河道糙率。

5）模型验证。一是验证结果与实际洪水的最大水位误差≤20cm；二是最大流量相对误差≤10%；三是峰现时间的误差不超过2h；四是淹没范围相对误差不超过5%；五是淹没范围内最高水位的绝对误差不超过0.3m；六是模型总体分析精度>70%。

6）模型分析速度。每个方案的分析时间应小于5min。

7）方案计算。主要计算淹没区的淹没范围、水深、流速、洪水到达时间、淹没历时等绘制洪水风险图所需的洪水特征信息。

8）计算结果分析。一维水力学模型：连接沿程各断面最高水位，形成最高水位线，以此水位线向两岸平推至陆地或堤岸，得到洪水淹没范围。将淹没范围内各点最高水位减地面高程得到淹没水深分布，连接相同水深值则形成水深等值线。二维水力学模型：提取淹没水深大于0的所有网格得到最大淹没范围。所有网格的最大水深值（>0）的集合形成最大水深分布，连接相同水深值则形成水深等值线。统计同一时刻所有被淹网格的水深值，得到同时刻洪水淹没范围和淹没水深分布。记录不同时刻洪水淹没范围和水深的变化则得到洪水演进过程。

2.4洪水影响及损失评估

1）洪水影响分析。根据洪水计算成果，统计各级淹没水深区域范围内的社会经济指标，及其在不同等级水深范围内所占总数的百分比。不同计算方案的洪水影响分析，主要统计最大淹没面积，淹没区人口，受淹耕地面积和GDP等指标。

2）洪水损失评估。洪水损失评估是在获得洪水淹没范围、淹没水深、淹没历时等致灾特性指标的基础上，结合社会经济资料，获取洪水影响范围内不同淹没水深下社会经济不同财产类型的价值及分布。当基础资料完备且确有必要时，可开展洪水损失评估。

3　洪水风险图成果内容

洪水风险图成果主要内容有风险图编制说明（报告）、风险图、附表等。

3.1编制说明

编制说明（报告）应明确说明所用资料的来源及其可靠性，论述计算方法的选择依据、模型概化的基本假定，简要叙述计算过程及其结果，准确描述洪水来源、组合情况、洪水分析初始条件和边界条件、洪水影响及避险转移方案等内容。

3.2图件制作

1）基本风险图：将洪水风险图绘制所需信息纳入风险图绘制系统，以基础地理信息地图为工作底图，绘制防洪保护区10年、20年、50年一遇洪水的淹没范围图、淹没水深分布图、洪水流速分布图、洪水前锋到达时间图和淹没历时图等。

2）避洪转移图：将洪水避险转移分析数据纳入风险图绘制系统，以基础地理信息地图和基本洪水风险图为工作底图，以保护区20年一遇洪水各溃口的淹没分析计算结果为依据，绘制避洪转移图。避洪转移图应展示转移人口分布、转移路线、安置点分布、转移时机等信息。

3.3主要附表

主要附表有风险图空间数据表、底图数据属性表、工程信息数据属性表、非工程信息数据属性表、风险要素信息数据属性表以及社会经济信息表等。

3.4成果汇集

运用统一的洪水风险图管理与应用系统，对图件绘制成果及其相关数据进行洪水风险图成果汇总集成、管理、服务和应用。

（责任编辑 崔春梅）

【中图分类号】TV122

【文献标识码】B

【文章编号】1009-6159（2015）-10-0059-02

收稿日期：2015-03-18

作者简介：于海军（1964—），男，工程师