山洪灾害外业调查方法

黄长红　　吴士夫　　黎炎庆　　柳　鹏

(长江水利委员会水文局 长江中游水文水资源勘测局，湖北 武汉　430012)



灾害防治

山洪灾害外业调查方法

黄长红吴士夫黎炎庆柳鹏

(长江水利委员会水文局 长江中游水文水资源勘测局，湖北 武汉430012)

摘要：山洪灾害调查以防治区总体情况普查为基础，通过深入调查区域内暴雨特性、小流域特征、社会经济和历史山洪灾害等情况，分析小流域洪水规律，评价重点防治区内居民点、自然村落、集镇和城镇的防洪现状，科学划定山洪灾害危险区，为进一步开展山洪灾害监测预警和防御、工程治理等山洪灾害防治工作提供基础信息和支撑。结合云南省红河县山洪灾害调查工作的实例，阐述了进行外业调查的人员分工及职责、调查装备的基本配置、外业操作的步骤和方法以及调查过程中常见的问题和解决方法。分析认为，合理的人员分工、齐全的装备配置以及条理清晰的实施步骤更有利于山洪灾害外业调查工作的顺利开展。

关键词：山洪灾害;外业调查;调查方法

1　概　述

云南省红河州红河县开展山洪灾害调查是该县山洪灾害调查《实施方案》中规定的重要任务之一，拟通过此次工作，进一步对红河县防治区总体情况进行普查，并在重点防治区内选择典型和重要沿河村落及城集镇开展详细调查，基本查清红河县山洪灾害区域内人口分布、灾害程度、主要诱因，现有山洪灾害防治设施的数量、分布、运行状况，以及需防洪治理重点山洪沟的基本情况。这些成果将为红河县进一步开展山洪灾害监测预警和防御、工程治理等山洪灾害防治工作提供基础信息和支撑。目前，山洪灾害外业调查工作有明确的调查内容，但缺少规范的实施步骤和工作方法，本文依据红河州红河县山洪灾害外业调查工作的实践，针对所调查的内容，对外业调查的工作步骤、方法和工作中常见问题进行了分析与总结。

2　调查内容

(1) 以县级行政区划为单位，通过内业整理和现场调查，获取县(市、区)、乡(镇、街道办事处)、行政村(居民委员会)、自然村(村民小组)和山洪灾害防治区内的企事业单位(包括受山洪灾害威胁的工矿企业、学校、医院、景区等)的基本情况和位置分布，包括居民区范围、人口、户数、住房数等，初步确定山洪灾害危害程度。

(2) 以省级行政区划为单位，以水文分区或县级行政区划为单元，收集整理山洪灾害防治区水文气象资料和小流域暴雨洪水分析方法的资料。

(3) 对统一划分的小流域及其基础数据进行现场核查。根据地形地貌、社会经济和涉水工程现势性变化情况，以及分析评价工作需要，使用现场采集终端，对小流域出口节点位置、土地利用和土壤植被进行核查，对有变化的区域提出修改建议，填写小流域名称。

(4) 在共享第1次全国水利普查有关水利工程成果的基础上，重点调查防治区内影响居民区防洪安全的塘(堰)坝、路涵、桥梁等涉水建筑物基本情况。

(5) 调查统计该县历史山洪灾害情况，包括山洪灾害发生次数、发生时间、地点和范围，以及灾害损失情况，重点是建国以来发生的山洪灾害，确保不遗漏发生人员伤亡的山洪灾害事件。

(6) 在受山洪灾害威胁的沿河村落，通过现场查勘、问询、洪痕调查和专业分析等方法，调查历史最高洪水位或最高可能淹没水位，调查成灾水位，综合确定可能受山洪威胁的居民区范围(危险区)，调查危险区内居民基本情况、企事业单位信息，在工作底图上标绘出危险区范围及转移路线和临时安置点。

(7) 对具有区域代表性的典型历史山洪参照水文调查规范开展调查，调查洪水痕迹，对洪痕所在河道断面进行测量，并收集历史洪水对应的降雨资料，计算洪峰流量，估算洪水的重现期。

(8) 对需要防洪治理的山洪沟基本情况进行调查，内容包括山洪沟名称、所在行政区、现状防洪能力、已有防护工程情况；山洪沟附近受山洪威胁的乡(镇)、村庄数量；人口、耕地、重要公共基础设施情况；主要山洪灾害损失情况、需采取的治理措施等。

(9) 以县级行政区划为单元，统计山洪灾害防治非工程措施建设成果，包括自动监测站、无线预警广播(报警)站、简易雨量站和简易水位站等的位置和基本情况。

(10) 对影响沿河村落安全的河道进行控制断面测量，以满足小流域暴雨洪水分析计算、现状防洪能力评价、危险区划分和预警指标分析的要求。控制断面测量成果要反映河道断面形态和特征，标注成灾水位、历史最高洪水位等。

(11) 在防治区山洪灾害调查的基础上，对重点防治区内受威胁的居民区人口、住房位置、高程和数量等进行现场详查，以获取居民沿高程分布情况。

3　准备工作

3.1人员分工及职责

为确保项目顺利实施，首先应成立山洪灾害调查评价项目部，项目部下设安全、后勤及协调组，质量控制组，资料收集及洪灾普查组，沿河村落详查组。

(1) 安全、后勤及协调组。负责项目部各组的安全教育、安全制度和措施的落实，督促各组组长(各组组长为本组安全负责人)注意安全；负责项目部各组技术装备的组织和调配；负责与县市业务联系、审查会议的协调。

(2) 质量控制组。根据工作开展进度，对每个环节的成果进行检查，重点是在4个环节上配合业主加强检查。

(3) 资料收集及洪灾普查组。负责水文基本资料收集处理，包括暴雨参数、水文站历年最大流量及统计参数、暴雨洪水资料，以及各小流域的设计暴雨洪水计算方法及相应参数取值、编制各县市水文资料收集整理工作报告，负责历史山洪灾害调查，包括内业调查。

(4) 详查组。对沿河村落沟道控制断面进行测量(含控制点设立)，居民户沿高程分布测量，成灾水位及最高水位确定，图像采集，危险区调查。组长负责该组资料的统计和检查，总负责人负责该县资料的汇总和审核。

3.2装备资源配置

装备资源配置见表1。

表1　调查装配的基本配置

部分装备技术参数要求如下。

(1) 笔记本电脑。CPUi5及以上、内存不小于4 G、屏幕频率分辨率不低于1 024×768、支持蓝牙、3个以上USB接口、备用电池不少于2块，单块电池待机时长不少于3 h。

(2)GPS终端。WGS84坐标系、定位精度小于10 m误差、实时记录并存储运动轨迹、轨迹数据支持导出通用GIS常用数据格式(如GPX、KML等格式)。

4　具体实施步骤

4.1普查组工作

根据水利局提供的名录进行普查，普查组人员与当地防办现场查勘，并经县防办签字确认，重新形成沿河村落和危险区名录，普查组人员应依据自然村的现场情况，确定名录中自然村性质划分，即行政区、防治区、重点防治区、沿河村落或危险区，见图1。

图1　自然村落性质划分

外业调查测量的区域就是名录中的山洪灾害威胁区，分为两类调查：①重点防治区中的沿河村落(村落1、2)，此类需详查；②一般防治区中的危险区(村落3)，此类只需要普查。

普查组进入工地与当地防办沟通收集分析评价内业资料，主要有3类：

(1) 防治区基本情况调查表。将村组名录A类表(A1～A13)交给水务局，由水务局组织人员填写。

(2) 其他资料。一般包括水系图、各乡镇防汛预案(到村一级更好)、各乡镇防汛责任人联系方式、水利普查成果(水库、电站、堤防)、年鉴、水利志和介绍信。

(3) 小流域核查。根据水系图与现场测量调查情况，询问水管所相关人员，对小流域进行核查。包括命名、节点位置修改和土地利用分类等。

4.2详查组工作

普查组确定名录中的危险区和沿河村落后，将资料交给详查组，详查组即开展危险区调查和沿河村落详查。

4.2.1 危险区调查步骤和方法

(1) 根据调查历史最高洪水位，综合确定山洪灾害危险区，并在工作底图上标绘危险区范围(外业测量时测一个坐标)。山洪灾害危险区应按照100 a一遇洪水可能威胁到的范围确定。建议采用RTKCORS测量村落沿河边最低一户的宅基地坐标和高程作为该危险区的成灾水位点。

(2) 调查并在工作底图上标注成灾水位，拍摄危险区所在防治区照片(村貌)。

(3)调查危险区内的社会经济情况，填写危险区基本情况调查表B02。

(4) 现场查勘，综合确定转移路线和临时安置点(测坐标)，并在工作底图上进行标绘。

(5)以行政村为单元，调查危险区内企事业单位情况，填写表B03，拍摄照片，并将企事业单位标注在工作底图上。

(6) 普查一般防治区内的无线预警广播、简易雨量站、简易水位站、自动监测站等测量拍照，并依次填写非工程措施核查表B10～B13。

4.2.2沿河村落详查步骤和方法

进行沿河村落详查时，应将详查组细分为断面测量组和房屋详查组，外业测量应做调查日志记录、测量日志记录，由组长负责，重点记录每天调查的村落、河流名称、沟道断面测量和历史山洪灾害情况。

4.2.2.1房屋组任务

(1) 架站做控制点(每个自然村至少一对控制点，并拍照做好点之记)，基站宜架设在村子地势较高、周围无遮挡的地方，架好基站可对整个村庄进行拍照。测量时先架好RTK基站，RTK流动站以附近已知点做校正和比测后开始测量。如附近无已知点，则宜采用RTKCORS测定两个固定点，作为该村控制点，后架基站在CORS成果的基础上对两个控制点进行校正、比测并开始测量。比测成果应及时填记到GPS比测成果表中，比测精度要求平面误差不超过±0.1 m，高程误差不超过±0.2 m。目前一般采用南方、天宝、中海达等GPS，其信号较好时RTK固定解精度在0.05 m以内，可以满足要求。

(2) 查出历史洪痕，测出其高程，在旁边相应的河流测水边高(或河底高)，算出高差1(当历史洪痕不在断面上时)，将该组最低处家庭(最先受灾)的宅基地高程作为该村的成灾水位，再在其对应的河边测水边高(或河底高)，算出高差2，将这两个高差通告河道组。高程测量均采用已比测好的RTK进行，精度要求必须是RKT固定解。

(3) 根据历史洪痕高程调查在其3～5 m以内的所有房屋，然后拍照，并填好沿河村落居民表格B08(有城镇任务填写B09)。

(4) 至少查找出3个历史洪痕，越多越好，时间最好精确到洪痕发生当日，明确河道是否有改变(如河道加宽等，如果河道发生改变就应查明改变后最高的一次水位)，指认拍照，并填好历史山洪灾害洪水调查表B15。

(5) 对无线预警广播站、简易雨量站、简易水位站，企事业单位都要采点、照相，填好相应表格，并标记出每个村的安置点。

(6) 测完后进行比测，比测表每县一张。同时把每天做的控制点成果录入控制点成果表，每县一张。

4.2.2.2断面测量组任务

(1) 针对每个自然村落、重要集镇和重要城镇，需测量 1 个纵断面和 3 个及以上横断面，如有多条支流汇入，每条支流应加测 1 个纵断面和 3 个及以上横断面。断面组采用与房屋组同一基站的“一托二”RTK流动站，并在两个控制点上做校正和比测。其比测和测量精度要求与房屋组相同。

(2) 沿河村落、重要集镇和重要城镇的上下游横断面间距，视河段坡降大小、断面变化程度及村落大小而定，一般约300～500 m(上下断面超出距离时加设断面)。选取的横断面应能反应河道形状，尽量选择河势平稳、河道顺直、两岸无横比降、无漩涡、汇流和死水的河段。横断面应垂直于流向，其间不能有桥梁、堰、陡坎和卡口等。纵断面测量沿沟道深泓线(山谷线)布置，并向上下游断面外各延伸 100～200 m，点距应不少于20 m。

(3) 横断面水上部分应测至历年最高洪水位 3～5 m 以上(同时应高于成灾水位)，对于漫滩大的河流可只测至洪水边，有堤防的河流应测至堤防背河侧的地面，无堤防而洪水漫溢至与河流平行的铁路、公路围圩时则测至其外侧。

(4) 根据房屋组调查的高差2，将调查位置的成灾水位转移到各个断面上以确定成灾水位。根据调查的高差1，将调查位置的历史最高洪水位转移到各个断面上以确定断面上的历史最高洪水位。(当历史洪痕不在断面上时，用距离最近的历史洪痕高差转移)。

5　应注意的问题

5.1照片

沿河村落的每个横断面至少附照片 2 张，左右岸各 1 张，纵断面1张，根据断面起伏适当增加照片。桥梁涵洞等必须有照片(3张，长×宽×高)

5.2断面特征点选取原则与要求

(1) 横断面应以左岸断面桩的起点作为横断面的基点(即起点距的零点)。

(2) 当沟道断面穿过建筑物、构筑物时，断面上应增加如下特征点：①断面穿过堤防时，断面上增加两个特征点，即堤顶点和堤底点；②断面穿过阻水树林时，断面上增加两个特征点，即两个树林边界点。③断面穿过阻隔河道的建筑物时，断面上增加两个特征点，即两个建筑物边界点。

(3) 断面特征点及野外测量编码应符合表2的规定。

表2　断面特征点及野外编码对照

(4) 每个河道横断面应不少于8个能反映河道特征的特征点，具体如下：左右岸断面边界点、边坡陡变点、常水位线、历史洪水位淹没点、河滩点、深泓线点(或河底点)，以及成灾水位点。云南实施方案要求水下点不少于3～5个。

5.3测量资料内业整理

(1) 依据国家最新行政区域划分和地方提供自然村组名录将行政区划调整到位，包括核对自然村名称和行政区划代码。

(2) 将原始数据(测量数据、照片)导入电脑保存。

(3) 纵横断面整理与导入终端(含成果表和照片、先导入纵断面再导入横断面)，房屋资料整理与导入终端(含成果表和照片)。

(4) 合理性分析断面位置、水面线、历史洪痕以及成灾水位上下游对应性等。

(5) 进行非工程措施核查及涉水工程核查时，现场填好纸质核查表，同时拍摄核查对象照片并命名，完成全部核查任务后，将核查数据表格和照片一次性导入终端。

(6) 做好点之记、控制点成果表、比测表。

5.4历史洪水调查

分为内业调查和外业调查。内业调查，即调查区县的历史洪水情况，并确定典型洪水调查的场次和流域，收集降水资料。外业调查，即测量典型洪水调查河段的纵横断面和历史洪痕，填写表B15。外业历史山洪灾害洪水调查与房屋组测历史洪痕一同进行，测量高程采用历史洪痕所测高程，同时用红油漆标注历史洪痕位置线、发生时间和场次，并将指认人手指洪痕标注进行拍照，现场完成纸质表B15的填写。内外业调查完成后进行内业分析，绘制洪水调查河段纵横断面图，估算洪峰流量和洪水重现期，编写历史洪水调查报告。

5.5典型居民户调查

4类居民户住宅分别调查3户，拍照、测坐标、绘制平面图、填写表A14、A15并录入终端。坐标采集宜采用RTKCORS进行。

5.6山洪沟治理调查

进行内业调查，水利局提供需治理山洪沟名录，测量沿河村落时对名录进行核查，居民户较为集中且容易受灾河段为需治理山洪沟，填写表B04，结合水利局提供名录形成最终名单。

5.7资料交付

外业测量完成后，将所有数据录入终端，并将内业调查的相关资料录入终端，整合终端数据，导出多媒体文件和数据文件后，审核汇集软件并确保通过。编写山洪灾害审核汇集报告、山洪灾害调查报告和历史洪水调查分析报告。将所有资料按要求整理好后提交，分析评价组编写分析评价报告。

6　常见问题分析

(1) 入户调查或询问历史洪痕等信息时，发生当地居民不配合的情况。一般在进行沿河村落详查前，应提前联系当地水利站，由水利站工作人员陪同进行沿河村落详查，确保调查工作顺利进行。

(2) 指认人无法确认历史洪痕的情况。年代久远的洪水，一般留下的印记非常少，调查人员也很难确定洪痕位置，所以尽量选择近些年发生的、洪痕清晰的、印象深刻的洪水进行调查。

(3) 横断面遇到围墙、挡墙及房屋等建筑物时测量工作的开展。围墙、挡墙及房屋等建筑物后面过流时，需测至围墙后面满足高程要求的位置，测出其轮廓。如果是死水则只测至挡墙处即可。

(4) 断面布设问题。对于沿河距离较短，测3个断面涵盖上下游房屋时，断面间距就会很短，可能只有100 m左右。断面间距视河段坡降大小、断面变化程度而定，300～500 m只是一般情况，不是硬性规定。

(5) 纵横断面拍照的问题。①纵断面拍照的目的是通过照片了解河床构成。②横断面拍照的目的是通过照片了解河床构成及两岸植被覆盖情况，便于后期确定糙率，要求能同时看到河底和一岸的植被覆盖情况。

(6) 实际调查中工程量与实施方案不符。若发生这种情况，应实事求是，根据实际情况进行调查，但需先与地方上协调好。泥石流、滑坡等地质灾害不属于山洪灾害调查的范畴，应将其排除掉。

7　结　语

以云南省红河州红河县山洪灾害外业调查为例，列举的准备工作可以基本满足基本山洪外业调查工作所需人力和装备资源配置；按照具体实施步骤开展的调查，有利于顺利、全面、高效完成所进行的山洪灾害外业调查工作；常见问题和分析基本涉及到开展外业调查工作中遇到的问题。经斟酌的解决方案正确、合理，且红河县山洪灾害调查内容较为全面，因此该方案可以为其他各县山洪灾害外业调查工作提供参考。

(编辑：朱晓红)

收稿日期：2016-05-15

作者简介：黄长红，男，长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局，工程师.

文章编号：1006-0081(2016)07-0044-05

中图法分类号：S429

文献标志码：A