太湖流域洪水风险图编制与推广应用

章杭惠，伍永年，刘曙光

（1．水利部太湖流域管理局防汛抗旱办公室，200439，上海；2．同济大学水利工程系，200092，上海）

太湖流域洪水风险图编制与推广应用

章杭惠1，2，伍永年1，刘曙光2

（1．水利部太湖流域管理局防汛抗旱办公室，200439，上海；2．同济大学水利工程系，200092，上海）

2000年以来，太湖局在国家防办的统一部署下，先后开展了太湖流域洪水风险图编制试点一期、二期和重点地区洪水风险图编制，并取得了一系列成果，对提前预知、实时规避洪水风险、减少洪灾损失起到了积极的作用。在总结不同发展阶段太湖流域洪水风险图编制特点的基础上，介绍了洪水风险图的应用实践，结合国内外洪水风险图编制和我国开展海绵城市建设要求，提出了太湖流域进一步推广应用洪水风险图的建议。

太湖流域；洪水风险图；洪灾损失

太湖流域北抵长江，东临东海，南滨钱塘江，西以天目山、茅山为界，面积为36 895 km2，是我国著名的平原河网区。太湖流域地形似一碟形洼地，周边高、中间低，平原低洼地区地面通常低于汛期河湖水位，遭遇强降雨时，上游洪水和当地涝水汇集于低洼地区，易发生洪涝灾害。流域内河网密集、湖泊众多，水面比降平缓，受下游江海潮位顶托，泄水不畅，河湖水位往往居高不下。由于特殊的气候及地形特征，流域内呈现出水灾频繁、平原河网地区洪涝难分、城市内涝严重等特点。

一、太湖流域洪水风险图编制历程

全国洪水风险图编制工作起步于20世纪80年代，主要经历了起步探索、试点研究和编制应用等三个阶段。太湖流域较早地开展了以洪水风险图编制为主要内容之一的洪水风险管理探索，并经历了试点研究和编制应用两个阶段。目前，太湖流域平原河网地区的洪水风险图已基本实施完成，此外还在洪水实时分析、洪灾损失快速预判方面进行了有益的尝试。

1.试点研究阶段

2004年，国家防汛抗旱总指挥部办公室（以下简称国家防办）启动了全国洪水风险图编制试点工作，并于2005—2007年在太湖流域实施了东苕溪西险大塘、温州市、高湖蓄滞洪区、青山水库、太浦闸等5个洪水风险图编制项目。2008—2010年，国家防办组织开展了全国洪水风险图编制试点（一期）工作，其中太湖流域的试点区域为上海市浦东区。通过这些试点项目，太湖流域探索开展了城市、水库、蓄滞洪区、防洪（潮）保护区、堤防等不同类型的洪水风险研究，并编制完成相应的洪水风险图。

2011年，国家防办组织开展了全国洪水风险图编制试点（二期）工作，其中太湖流域洪水风险图编制试点区域为杭嘉湖嘉兴地区防洪保护区。水利部太湖流域管理局（以下简称太湖局）组织嘉兴水利局、同济大学、中国水利水电科学研究院（以下简称中国水科院）在河网密集、圩区众多、水情复杂、洪涝难分的嘉兴地区开展了洪水风险图编制工作，进一步摸索适合平原河网地区的洪水风险图编制方法。嘉兴市洪水风险图编制初步成果完成后不久，恰巧遭遇了“菲特”强台风引发的特大洪涝灾害，同济大学和中国水科院分别模拟分析了这次洪水风险，模拟的淹没范围基本符合实际情况。目前嘉兴市洪水风险图应用管理系统已在太湖局政务内网和嘉兴市水利局安装使用。

2.编制应用阶段

2013—2015年，国家防办组织流域机构和省（自治区、直辖市）全面开展了全国重点地区洪水风险图编制工作。太湖流域涉及江苏、浙江、福建和上海等省（直辖市），其中江苏省包括太湖区、杭嘉湖区（苏）、阳澄淀泖区（苏）、无锡市区、武澄锡虞区、张家港段江堤防洪保护区等6个编制区域；浙江省包括浙西区、杭嘉湖区（浙）、宁波市城区、衢州市城区、义乌江、浦阳江、东苕溪等16个编制区域；上海市包括浦东区、浦西区、杭嘉湖区（沪）、阳澄淀泖区（沪）、上海中心城区等5个编制区域；福建省包括闽江防洪保护区、沙溪三明市区、闽江南平市区、晋江泉州市区城区段等10个编制区域。流域机构主要负责流域层面协调、流域洪水风险管理系统建设、风险区划试点以及流域片省（直辖市）成果汇总集成工作。目前，流域机构和省（直辖市）的编制任务已基本完成，并投入使用。

为提升太湖流域洪水风险管理能力，太湖局在全国洪水风险图管理与应用平台系统功能的基础上，结合太湖流域实际，探索开展了基于B/S（Browser/Server）结构的动态洪水风险管理和应用系统开发，实现动态洪水风险的分析与展示。

3.太湖流域洪水风险图编制特点

与试点研究阶段相比，太湖流域洪水风险图编制应用阶段的工作有以下两个特点。

一是洪水风险图编制的基础资料进一步充实。全面详实的基础资料是做好洪水风险图编制工作的根本。从洪水风险图编制试点研究到重点地区洪水风险图编制，流域洪水风险图编制所需的基础资料得到进一步充实。试点研究阶段，基础资料主要是水利部门掌握的现有资料，仅对少量典型圩区进行堤顶高程测量。重点地区洪水风险图编制阶段，流域机构和省（直辖市）通过利用水利普查已有数据，向测绘部门购置高精度的矢量地图和数字高程数据，以及对局部地区进行补测或者复测等方式，进一步完善编制项目基础资料，提高基础资料质量，为风险图编制工作打下扎实基础。尤其是浙江省针对杭嘉湖地区圩区工程繁多、地面沉降和人类活动影响严重等问题，投入大量精力对地形复测及防洪重要保护对象进行调查，努力保证资料准确可靠。

二是编制技术进一步提升，分析方案设计更加合理。根据《洪水风险图编制导则》，洪水风险分析方法常用的有水文学法、水力学法和历史洪灾法。试点研究阶段，根据嘉兴地区河网水系复杂、洪涝难分等特点，太湖局组织两家机构分别构建二维水动力学模型，用水文学法结合GIS数字地形分析法、水力学法等进行了洪水风险分析，在参数选取、边界条件设置等方面积累了经验。编制应用阶段，跨省（直辖市）水利分区的洪水风险图编制工作由各省（直辖市）分别招标，各编制单元洪水来源、分析方法、计算工具及管理需求不尽相同，太湖局提前谋划、统筹考虑，对洪水分析方案、边界条件、参数设置等进行协调指导，努力确保各编制区洪水风险图成果能在流域层面有效衔接、无缝拼接。

二、太湖流域洪水风险图编制成果与应用

通过多年的组织实施，太湖流域洪水风险图建设取得了一系列成果，相关成果逐步应用于流域、区域的防洪减灾工作，尤其在2016年太湖流域特大洪水防御中，洪水风险图编制成果发挥了重要的作用。

1.流域超标准洪水应急处理预案修编

做好防洪减灾工作，特别是超标准洪水防御工作，对于保障流域经济社会稳定发展具有重要意义。2005年太湖局组织编制了《太湖防御超标准洪水方案》。10年来流域经济社会持续发展，防洪工程体系进一步完善，尤其是大中型城市防洪工程基本建成并投入运用，流域、区域和城市防洪能力发生较大变化。2015年，太湖局结合各省（直辖市）洪水风险图相关成果，编制完成了太湖流域超标准洪水应急处理预案。其间，应急处理预案编制单位利用洪水风险图项目收集的高精度地理数据、工程资料、社会经济资料等，对模型下垫面、工况和调度等资料进行调整和更新，并加入近年实施完成的城市防洪大包围工程及区域防洪工程，进一步提高了洪水模拟的精度。同时结合编制区域的洪水风险图成果，对单一及综合超标准洪水应对措施的效果和影响进行合理性分析，最终提出了切实可行的超标准洪水应急处理预案。

2.流域性洪水防御

2016年，受超强厄尔尼诺现象影响，太湖流域发生超标准洪水，梅雨量达到412mm（6月19日—7月20日），是多年平均梅雨量的1.7倍；太湖最高水位达4.87m，位列1954年有记录以来的第二位。汛前，流域内重点地区的洪水风险图编制工作已基本完成，江苏省、浙江省和上海市编制区域面积超过太湖流域防洪保护区的70%。在流域洪水防御过程中，太湖局及时调取各编制区域的洪水风险图相关成果，为暴雨洪水影响预测及重点地区灾情预判提供了重要的技术支撑，尤其是利用流域骨干河道周边的区域洪水风险图，深入分析了太浦河、望虞河、东太湖超标准行洪及太湖周边圩区分滞洪等调度措施可能产生的影响，为科学调度流域水利工程、统筹好流域区域洪涝关系提供了支撑。

3.台风暴雨防御

台风暴雨防御一般分为三个阶段，即台风影响前（根据水文气象预报，对防汛形势进行总体预判）、台风影响时（结合实际水雨情和气象后续降雨预报，对防汛形势进行准确预判）和台风影响后（降雨基本停止，对退水时间进行预报）。宁波市城市洪水风险图2014年编制完成后，已成功应用于2015年第9号台风“灿鸿”的防御工作。宁波城市洪水风险图绘制与管理系统以气象降雨预报为依托，结合城市实时水雨情信息、工程调度信息、各部门防汛信息，开展暴雨洪水对城市影响全过程的预判、跟踪与评估，从而为防汛指挥决策提供技术支撑。“灿鸿”台风影响前，利用洪水风险图系统，预判余姚及宁波城区内河最高水位区间及最高水位出现时间，为防汛部署提供了宝贵的准备时间。根据实测资料验证，各站点的水位预报误差不超过0.04m，满足洪水预报要求。“灿鸿”台风影响时，进一步细化河道最高水位区间和水库调度方案，为应对可能出现的水情提供技术支撑；“灿鸿”台风影响后，准确进行退水时间预报，为救灾形势提供预先判断，为防汛防台决策提供了有力的技术支撑。

三、经验与体会

太湖流域是典型的平原河网地区，受自然地理和人类活动等共同影响，具有洪涝难分、洪源组合多变、风险成因复杂等特点，部分地区还存在洪涝风险转移的情况，洪水风险图编制难度较大。总结这几年的工作，主要有以下几点体会。

1.加强项目的组织管理

太湖局成立了由分管局领导任组长的洪水风险图编制工作领导小组，负责协调解决有关重大问题。领导小组下设办公室，具体负责洪水风险图工作的组织实施和业务技术指导。技术支撑单位协助开展洪水风险图编制工作。在项目实施过程中，领导小组和办公室严格按照项目管理、资金管理及保密要求等，及时跟踪、检查督促，规范有序地推进洪水风险图项目实施。

2.重视基础资料收集

洪水风险图编制必须建立在可靠详实的基础资料之上，要重视基础资料的收集，尽量采用最新的和权威的调查资料。特别是在太湖流域，河网密度高，圩区面广量大，工程繁多，且受地面沉降及人类活动影响，下垫面变化较快，部分重点工程必须辅以现场调研甚至实测，以获取真实的地面高程信息。流域洪水风险图编制项目实施过程中，太湖局、项目承担单位及省市县共同努力，克服人力、财力有限等困难，通过现场调研、重点工程复测等方式，进一步核实基础资料，为流域洪水风险图编制工作夯实了基础。

3.提前统筹协调洪水风险分析方案

有关洪水风险图编制的技术文件虽然对洪水风险分析方案作出了规定，但是不同区域有不同的特点，有独特的降雨水位组合。太湖流域是典型的平原河网地区，流域与区域、区域与区域之间洪涝关系复杂，各防洪保护区洪水风险图汇总后尚不能全面反映流域性洪水风险。为确保风险图成果能在流域层面有效衔接，太湖局提前谋划，印发了《关于印发〈关于加强流域重点防洪保护区洪水风险图编制工作的意见〉的通知》（太防〔2014〕6号）、《太湖流域重点防洪保护区洪水风险图编制技术讨论会会议纪要》（太防〔2014〕20号）等技术文件，统筹协调各编制区域的洪水风险分析方案、上下游水位（流量）边界等条件，统一水深分级、模型验证误差等管理要求，避免了因前期考虑不足导致后期无法有效衔接的局面。

4.强化项目实施过程中的沟通协调

为保障项目顺利实施，洪水风险图编制项目领导小组及下设的办公室围绕项目实施开展了大量的沟通协调工作，多次组织召开项目推进、技术问题讨论、成果咨询等各类会议，研究讨论并协调解决项目组织管理及具体实施中的技术问题。在电子底图购置过程中，多次与国家和省（直辖市）测绘部门沟通；在流域数学模型构建和率定验证过程中，多次与地市水利部门及有关设计院核实河道断面、圩堤高程、工程调度和历史洪涝灾情等基础资料信息；在统一提供流域性暴雨和边界条件时，太湖局技术承担单位发展研究中心和各省（直辖市）技术承担单位多次进行对接。积极有效的沟通协调有力保证了项目的顺利推进。

四、对洪水风险图编制及推广应用的思考

近年，太湖局在洪水风险图项目组织管理、编制方法和技术等方面进行了有效探索，积累了编制经验，完善了研究方法，提高了管理水平。同时通过洪水风险图成果的初步应用，也发现一些问题。

1.存在的问题

一是现有基础支撑还较为薄弱。不论是洪水分析、区划编制还是流域动态洪水风险分析功能开发，对基础资料的要求都非常高。虽然太湖局已安排经费开展基础资料收集，但获取可靠的基础资料难度很大，这成为做好相关工作的首要制约因素。在技术能力上，虽然流域各省（直辖市）都在开展流域动态洪水风险分析工作，但是动态洪水风险分析技术尚未成熟，各地采用的分析方法均不相同，要实现整个流域的动态洪水风险分析更是难上加难。

二是跨省（直辖市）洪水风险图成果协调难。太湖流域水利分区（例如杭嘉湖区）被分成若干个防洪保护区，分别由不同的省（直辖市）组织实施，各防洪保护区采用了不同的分析模型、洪水组合方案、上下游边界处理方法及暴雨设计，为保证省际边界地区洪水风险图成果的衔接，沟通协调工作量大。

三是推进洪水风险图应用的法律制度尚不健全。除用于防洪减灾决策外，洪水风险图项目成果还可拓展到洪水保险、公众防汛防台风险教育，以及城市规划、城市应急管理、交通管理等领域。洪水风险图编制及推广应用工作除水利部门外，还涉及国土、交通、市政、工农业生产等多个部门。目前，我国这方面的法律制度尚不健全，成果主要在水利行业内应用，且受到一些主客观因素的制约，推广应用难度较大。

2016年太浦闸泄洪 缪宜江摄

2.对洪水风险图成果推广应用的建议

一是滚动更新流域洪水风险图成果。目前，太湖流域治理正加速推进，新孟河工程、新沟河工程、太嘉河工程、平湖塘延伸拓浚工程、苕溪清水入湖河道整治工程、杭嘉湖地区环湖河道整治工程和扩大杭嘉湖南排工程正在施工。2016年太湖发生流域特大洪水后，水利部《加快灾后水利薄弱环节建设实施方案（2016—2019年）》也明确提出要进一步治理太湖，加快太浦河后续工程、望虞河拓浚工程、吴淞江扩大工程、环湖大堤达标建设等4项工程建设。流域水利工程格局将发生重大变化，洪水特性也可能发生变化，因此需定期或不定期更新基础数据及洪水分析成果，使洪水风险图成果持续发挥作用。

二是加强洪水风险图成果在防洪减灾中的应用。实践证明，洪水风险图成果中包含可能的淹没范围、影响人口及潜在损失等洪水风险指标，对防汛决策指挥有着十分重要的意义。降雨开始前结合洪水风险图成果对防汛形势进行总体预判，提前制定洪水防御方案和居民避洪转移方案；降雨过程中利用洪水风险分析成果对防洪形势进行科学决策，科学调度流域骨干工程；降雨停止后结合洪水影响分析成果，分析洪水退水时间，有效减小洪水灾害的二次影响。建议加强洪水风险图成果在防洪减灾领域的应用，尽快将项目成果转化为生产力。

三是推进洪水风险图成果在全社会的应用。洪水风险图编制和管理使用的基础底图属于保密数据，工作底图处理、相关风险分析、风险图绘制等工作均在保密环境中进行，给风险图编制、成果应用和推广都带来一定难度。此外，风险图编制过程中获取的大比例尺电子地图和数字高程地图可在流域防汛抗旱业务和信息系统建设中发挥重要作用，但根据目前有关保密规定，电子地图的应用受到很大限制，不同项目需重复购置，制约了洪水风险图工作成果效益的充分发挥。建议：一是联合有关部门，完成洪水风险图编制成果的脱密处理；二是有关部门对防汛部门适度放宽大比例尺电子地图的使用限制；三是通过加大宣传力度，鼓励公众广泛使用脱密后的洪水风险图成果，以进一步提高成果的合理性和准确性。

五、结 语

太湖流域经济发达、开发度高、资产和人口集中，同时存在降雨丰沛、地势低平、潮汐顶托、水利工程体系建设滞后于经济社会发展的需求等特点，在洪水风险中求发展是太湖流域不可回避的问题。编制洪水风险图是开展洪水风险管理的重要基础工作之一，下一阶段将进一步加强洪水风险的实时动态分析，将“死图”变成“活图”，并继续深化洪水风险图成果在防洪减灾领域的应用，或进一步推广应用到流域规划、洪水保险、公众防洪教育等方面。■

[1]向立云.关于我国洪水风险图编制工作的思考[J].中国水利，2005（17）.

[2]田以堂，杨卫忠，许静.我国洪水风险图编制概况及推进洪水风险图应用的思考[J].中国防汛抗旱，2015（5）.

[3]梅青，徐家贵，孙海涛.太湖流域洪水风险图编制试点工作实践[J].中国防汛抗旱，2015（4）.

[4]伍永年，孙海涛，冯大蔚，张昊.2016年太湖洪水调度实践及思考[J].中国水利，2016（15）.

[5]叶建春，章杭惠.太湖流域洪水风险管理实践与思考[J].水利水电科技进展，2015（5）.

责任编辑 轩 玮

Draw ing and app lication of flood risk map in Taihu Lake Basin

Zhang Hanghui,Wu Yongnian,Liu Shuguang

Since 2000,Taihu Lake Basin Authority has carried out phase-Iand phase-II pilot projects of Flood Risk Map for Taihu Lake Basin under the organization of Office of State Flood Control and Drought Relief Headquarters.A series of results have been obtained that play effective role in early forecast,avoidance of real-time flood risk and damage reduction.A summary ismade on the features of the basin regarding flood risk map at varied development stages and its practical application.Finally suggestions are made on further extension of flood risk map in the basin based on practices home and abroad and requirementof sponge city initiative in China.

Taihu Lake Basin;flood riskmap;damage of flood disaster

TV877+TV122

：B

：1000-1123（2017）05-0027-04

2016-12-06

章杭惠，高级工程师，主要从事防洪减灾工作。

全国重点地区洪水风险图编制项目。