流域超标准洪涝灾害数据库的构建研究

任 静

武警天津总队，天津 300300

洪涝灾害是一种常见的自然灾害，会危及人的生命财产安全，破坏农业生产以及其他产业的正常发展。为了更好地了解和应对洪涝灾害，构建一个全面、准确的流域超标准洪涝灾害数据库十分重要。本研究将探讨如何收集、整理和分析洪涝灾害数据，以及如何建立一个可靠的数据库，为洪涝灾害的预测、防治和应急救援提供支持。

1 流域超标准的概念

流域是指由分水线所包围的河流集水区。分地面集水区和地下集水区两类。如果地面集水区和地下集水区相重合，称为闭合流域；如果不重合，则称为非闭合流域。平时所称的流域，一般都指地面集水区，包括河流、湖泊、水库等。水质指标表示水中杂质的种类和数量，是用于评价水体水质状况的参数，如溶解氧、浊度、氨氮、总磷等。流域超标准是指流域内某些水体的水质指标超过国家或地方规定的水质标准。超标准的水体可能含有过多的污染物，如重金属、有机物等，对水生生物造成毒害，破坏水生态系统的平衡。若被作为饮用水源或农业灌溉水源，可能对人类健康产生潜在风险。

2 流域超标准洪涝灾害数据库的构建意义

2.1 提供灾害管理决策依据

第一，流域超标准洪涝灾害数据库能够提供历史洪涝灾害的相关数据，主要包括历史洪涝灾害的洪水水位、降雨量、灾害损失等，为相关管理部门提供宝贵的信息资源[1]。

第二，建立流域超标准洪涝灾害数据库，通过对相关数据的分析研究，可揭示洪涝灾害的规律和趋势，帮助相关管理部门更好地了解洪涝灾害的特点和影响因素，总结有效的应对策略和经验，帮助相关管理部门制定合理的防灾减灾措施，提高决策能力和应对水平。

2.2 促进科学研究和技术创新

首先，流域超标准洪涝灾害数据库可以提供大量的洪涝灾害数据，研究人员可利用这些数据进行模拟和预测，深入探索洪涝灾害的成因和演化机制。通过对洪涝灾害的科学研究，提高对洪涝灾害的认识，为灾害防治提供科学依据。

其次，数据库的建立也可以促进洪涝灾害监测和预警技术的创新。通过对数据库中的数据进行分析和挖掘，及时发现洪涝灾害的规律和趋势，进而改进和优化现有的监测和预警技术，提高灾害预警的准确性和时效性，有助于及早采取有效的防灾减灾措施，减少洪涝灾害造成的损失。

最后，数据库的建立还能促进科学研究和技术创新的交流与合作。研究人员可以共享数据库中的数据，开展合作研究，共同解决洪涝灾害防治中的关键问题，促进科学研究和技术创新的进步，推动洪涝灾害防治技术的不断发展和完善。

2.3 促进国际合作和信息共享

首先，流域超标准洪涝灾害数据库可以促进信息共享。不同国家和地区的洪涝灾害数据可以通过数据库进行整合和比对，加深对全球洪涝灾害的认识和理解，为各国提供一个信息窗口，了解掌握彼此的数据信息，为自身应对洪涝灾害的提供借鉴[2]。

其次，数据库的建立可为国际间的灾害管理经验交流提供平台。通过数据库，各国能够了解其他国家在洪涝灾害管理方面的成功经验和有效措施，促进各国之间的合作和互助，共同研究和制定更加有效的洪涝灾害管理策略。同时，数据库还会记录和分享各国在灾后重建和恢复方面的经验，为各国提供宝贵的参考和借鉴。

最后，数据库的建立还能够提高洪涝灾害应对的效率和准确性。通过对全球洪涝灾害数据的整合和分析，有效发现洪涝灾害的规律和趋势，为预测和预警提供科学依据[3]。各国根据数据库中的信息，制定更加精准和有效的洪涝灾害应对措施，降低灾害造成的损失和影响。

3 流域超标准洪涝灾害数据库的构建

3.1 数据收集

一是调查报告。调查报告通常包含历史洪水事件的时间、地点、洪水水位、洪水流量等详细信息[4]。二是气象数据。通过获取气象部门或相关机构提供的数据，包括降雨量、降雨强度等信息，可以帮助分析洪水发生的原因和规律。三是水文数据。水文部门或相关机构提供的水文数据，如河流水位、河流流量等信息，可以用于分析洪水的水文特征和趋势。四是卫星遥感数据。利用卫星遥感技术获取洪涝灾害的相关数据，如洪水范围、洪水深度等，可以提供全面的洪涝灾害信息。五是传感器数据。通过使用水位传感器、雨量计等设备获取实时的洪涝灾害数据，可以监测洪水的发生和发展情况。六是与洪涝灾害领域的专家进行访谈。通过与专家交流，获取他们的经验和见解，可以提供有关洪涝灾害的历史数据和趋势分析。七是社交媒体数据。通过分析社交媒体上的相关信息，如洪水照片、洪水报道等，可以获取洪涝灾害的实时数据和民众反馈。八是查询已有的洪涝灾害数据库。通过查询数据库，可以获取历史洪水事件的相关数据。九是地理信息系统(GIS)数据。通过利用GIS技术，可以获取洪涝灾害的空间分布和影响范围等数据。通过以上方法收集到的洪涝灾害数据可以用于分析洪水的发生规律、预测未来的洪涝灾害风险、制定应对措施等。

3.2 数据整理

第一，使用电子表格软件或数据库软件创建一个数据表格，包括以下列：流域名称、洪涝灾害发生时间、洪涝灾害类型、洪涝灾害等级、受灾人数、受灾面积、直接经济损失等[5]。

第二，将收集到的流域超标准洪涝灾害数据逐一录入数据表格，确保每条数据都对应正确的列。

第三，对数据进行分类，根据洪涝灾害类型将数据分为不同的类别，例如山洪、内涝、河洪等。

第四，对数据进行整理，根据洪涝灾害等级将数据进行排序，从高到低或从低到高排列，以便后续分析和比较，并对数据进行统一的格式化处理，确保数据的一致性。例如：统一日期格式、数字格式等。

第五，对数据进行验证和清洗，检查数据的准确性和完整性，删除重复或错误的数据，确保数据的可靠性。

第六，可以使用数据分析工具进一步统计和分析整理后的数据，生成图表或报告，为洪涝灾害防治提供有效的数据支撑。

3.3 数据分析

第一，洪水频率。有效计算洪水的年均发生次数，以及不同等级的洪水发生的频率。使用统计软件中的频数统计功能，或者在GIS中进行空间分析，统计每个区域内洪水发生的次数[6]。

第二，洪水强度。计算洪水的平均流量或者最大流量，以及不同等级的洪水的流量范围。使用统计软件中的描述统计功能，计算洪水流量的均值、标准差等指标。

第三，洪水持续时间。计算洪水的平均持续时间，以及不同等级的洪水的持续时间范围。使用统计软件中的描述统计功能，计算洪水持续时间的均值、标准差等指标[7]。

第四，洪水对流域的影响程度。使用GIS中的空间分析功能，计算洪水对流域内不同地区的影响程度。通过计算洪水淹没的面积、洪水对土地利用的影响程度等指标评估洪水对流域的影响。

第五，使用统计软件或GIS中的可视化功能，将分析结果以图表或地图的形式展示出来，以便更直观地理解洪水的频率、强度、持续时间以及对流域的影响程度。

3.4 数据存储

第一，根据需求选择合适的数据库管理系统。针对需要保证数据的安全性和可靠性的场景，可以选择关系型数据库管理系统(RDBMS)，如MySQL、Oracle或SQL Server。关系型数据库使用表格结构存储数据，具有事务处理、数据一致性和数据完整性等特性，适用于需要保证数据的准确性和一致性的场景。

第二，设计数据库表结构。根据流域超标准洪涝灾害数据的特点和需求，可以设计以下表结构：(1)流域表(Basin)，用于存储流域的基本信息，如流域名称、流域面积等。basin_id：流域ID(主键)，basin_name：流域名称，basin_area：流域面积。(2)洪涝灾害表(Flood)：存储洪涝灾害的详细信息，如洪涝灾害发生时间、灾害类型等。flood_id：灾害ID(主键)，basin_id：流域ID(外键)，flood_time：灾害发生时间，flood_type：灾害类型。(3)灾害类型超标准数据表(ExceedData)，用于存储流域超标准数据的具体数值，如超标准降雨量、超标准水位等。data_id：数据ID(主 键)，flood_id：灾 害ID(外 键)，rainfall：超标准降雨量，water_level：超标准水位，实现数据的存储、检索和查询功能。通过编写相应的数据库操作语句，可以实现以下功能：数据的插入。将分析好的流域超标准洪涝灾害数据插入相应的表中，保证数据的准确性和完整性。数据的更新。根据实际情况，更新已有的数据，确保数据的及时性。根据需要，删除不再需要的数据，保持数据库的清洁和高效。数据的查询。根据不同的条件，进行数据的快速检索和查询，提供给用户所需的信息。通过以上方法，实现流域超标准洪涝灾害数据的存储、管理和查询，保证数据的安全性和可靠性，并提供快速的数据检索和查询功能。图1为某地流域表。

3.5 数据更新和维护

首先，收集新增的洪水事件数据。可以采取多途径，如与相关部门、机构或个人进行沟通，获取他们所记录的洪水事件数据；或者利用传感器、监测设备等技术实时获取洪水事件数据。收集到的数据需要进行初步的筛选和整理，确保数据的准确性和完整性[8]。

其次，更新洪水指标数据。洪水指标数据是用于描述洪水事件特征和影响程度的重要数据。更新洪水指标数据的方法包括2种：通过研究文献、报告等获取最新的洪水指标数据；利用已有的洪水事件数据计算得出新的洪水指标数据。更新后的洪水指标数据需要与数据库中的洪水事件数据进行关联，以便后续的数据分析和应用[9]。

最后，进行数据库的维护工作。主要包括备份数据和优化数据库性能2个方面。备份数据是为了防止数据丢失而进行的重要工作。采用定期备份的方式，将数据库中的数据复制到其他存储介质，如硬盘、磁带等。备份数据的频率可以根据数据更新的频率确定，确保备份数据的及时性。优化数据库性能是为了提高数据库的查询和操作效率。可采取以下措施：（1）进行索引优化。通过对数据库中的关键字段创建索引，可以加快查询速度。需要根据实际情况选择合适的索引类型和字段，避免创建过多或不必要的索引。（2）进行数据分区。将数据库中的数据按照一定的规则进行分区存储，提高查询效率。可以根据时间、地理位置等因素进行数据分区，使得查询时只需搜索特定分区，而不需要扫描整个数据库。（3）进行数据库参数调优。通过调整数据库的配置参数，如缓冲区大小、并发连接数等，提高数据库性能。需要根据数据库的实际负载情况和硬件资源确定合适的参数值。（4）定期进行数据库性能监控和优化。通过使用性能监控工具，实时监测数据库的性能指标，如响应时间、并发连接数等。根据监测结果，及时优化性能，保证数据库的稳定运行[10]。

4 结束语

通过对流域超标准洪涝灾害数据库的构建研究，可以更好地了解洪涝灾害的发生规律和影响因素，为灾害预防和应对提供科学依据。该数据库的建立将有助于提高洪涝灾害的预测和预警能力，减少灾害损失，保护人民生命财产安全。