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小清河分洪区洪水风险图编制实例中国水利水电科学研究院二〇一三年十二月概述基础资料收集与处理洪水分析洪灾损失评估洪水风险图绘制结论主要内容洪水风险分析是洪水风险图编制的重要环节。常采用的方法有：水文学法水力学法实际水灾法概述——分析方法选择能够提供洪水淹没范围、水深和流速能够提供洪水淹没过程、洪水到达时间等信息；对蓄滞洪区防汛应急预案的编制、调度运用和避险转移有重要参考价值。概述——编制方法编制目的编制用途覆盖范围发挥的作用自然地理状况社会经济状况历史灾害状况防洪工程状况水文气象状况技术制约人才制约时间限制经费限制资料限制制作方法选取资料收集整理风险图生成制作洪水风险辨识洪水分析模拟洪灾损失评估洪水风险分析基本情况调查需求分析问题分析基础资料的收集与处理——资料需求分类名称格式(类型)说明基础地图数据湖泊Shape文件（面）研究范围内的主要湖泊道路Shape文件（线）研究范围内的主要干道铁路Shape文件（线）研究范围内的铁路行政界Shape文件（面/点）研究范围内的市、区、乡镇(街道)边界和乡镇政府驻地高程数据CAD文件（点）研究范围内的高程点现有堤防Shape文件（线）堤防位置居民地Shape文件（面）居民地位置分布水文数据水位资料纸质报告白沟河北茨村附近断面流量资料、河道断面资料纸质报告小清河、哑叭河、刺猬河、大石河、北拒马河洪峰流量及3日最大洪量社会经济数据房山区、涿州市分乡镇的社会经济资料电子文档、纸质复印材料2012年社会经济统计资料，包括GDP，人民生活、农业、第二产业和第三产业五类。区县行政区界Shape文件（面）来源1:50000基础地图房山区和涿州市乡镇界分布的图片JPG格式通过配准、数字化将其转化为矢量化的Shape格式图层工程数据现状堤防资料以及规划北拒马河南支改线工程、新建北拒马河堤防加固工程、新建幸福渠堤防、北拒马河堤防加固、小营横堤加固工程纸质报告名称、顶高和桩号基础图层的整理属性与空间位置的关联空间坐标系统的转换图形配准、拼接和补充图层格式的转换及DEM数据的生成社会经济信息的整理社会经济统计数据的收集乡镇行政区界图层的补充社会经济数据的空间展布基础资料的收集与处理洪水分析——区域简介本次研究采用的是中国水利水电科学研究院开发的洪水仿真计算模型。该模型曾在“永定河泛区”、“黄庄洼蓄滞洪区”、“大黄铺洼蓄滞洪区”等蓄滞洪区的洪水淹没分析计算中应用过。模型的方法是求解流体运动的基本方程，根据地形、地物特点，将模拟范围划分为不规则的三边形、四边形或五边形网格，以这些网格为基本单位，利用差分的方法进行数值计算就可以求出洪水在各运动时刻的流速、流向和水深。洪水分析——洪水分析模型洪水分析——模型建立及参数赋值图3-3小清河分洪区的网格图洪水分析——分析方案编号方案名称方案说明1xz_xqh_20现有工程条件下，小清河、哑巴河、刺猬河、大石河以及北拒马河发生20年一遇洪水时，小清河分洪区的洪水风险情况；2xz_xqh_50现有工程条件下，小清河、哑巴河、刺猬河、大石河以及北拒马河发生50年一遇洪水时，小清河分洪区的洪水风险情况；3xz_xqh_100现有工程条件下，小清河、哑巴河、刺猬河、大石河以及北拒马河发生100年一遇洪水时，小清河分洪区的洪水风险情况；4xz_xqh_50+100现有工程条件下，小清河、哑巴河、刺猬河、大石河以及北拒马河发生50年一遇洪水，永定河发生100年一遇洪水时，小清河分洪区的洪水风险情况；5xz_xqh_100+200现有工程条件下，小清河、哑巴河、刺猬河、大石河以及北拒马河发生100年一遇洪水，永定河发生200年一遇洪水时，小清河分洪区的洪水风险情况；6gh_xqh_20现有工程条件下并考虑涿州城市防洪保护圈规划工程完成后，小清河、哑巴河、刺猬河、大石河以及北拒马河发生20年一遇洪水时，小清河分洪区的洪水风险情况；7gh_xqh_50现有工程条件下并考虑涿州城市防洪保护圈规划工程完成后，小清河、哑巴河、刺猬河、大石河以及北拒马河发生50年一遇洪水时，小清河分洪区的洪水风险情况；8gh_xqh_100现有工程条件下并考虑涿州城市防洪保护圈规划工程完成后，小清河、哑巴河、刺猬河、大石河以及北拒马河发生100年一遇洪水时，小清河分洪区的洪水风险情况；9gh_xqh_50+100现有工程条件下并考虑涿州城市防洪保护圈规划工程完成后，小清河、哑巴河、刺猬河、大石河以及北拒马河发生50年一遇洪水，永定河发生100年一遇洪水时，小清河分洪区的洪水风险情况；10gh_xqh_100+200现有工程条件下并考虑涿州城市防洪保护圈规划工程完成后，小清河、哑巴河、刺猬河、大石河以及北拒马河发生100年一遇洪水，永定河发生200年一遇洪水时，小清河分洪区的洪水风险情况；洪水分析——边界条件（1）上边界条件的确定模型的上边界条件包括三部分：小清河流域洪水入流过程、永定河向小清河分洪区的分洪过程和北拒马河三支的入流过程。小清河流域洪水永定河向小清河的分洪过程北拒马河三支洪峰流量图3-7刺猬河72小时洪水过程线图3-8大石河72小时洪水过程线洪水分析——边界条件0.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.0900.004812162024283236404448525660646872流量（m3/s）时间（h）20年一遇50年一遇100年一遇0.0500.01000.01500.02000.02500.03000.03500.04000.004812162024283236404448525660646872流量（m3/s）时间（h）20年一遇50年一遇100年一遇洪水分析——边界条件（2）下边界条件的确定模型下边界条件主要选取的是白沟河北茨村站的水位流量关系，假定区域内的漫流洪水可以通过研究范围边界向区外自由出流，选取曼宁公式计算出流量。序号流量（m3/s）水位(m)1021210022.23350024.243470024.881590025.4616110025.9447160026.7648210027.4229260028.08210310028.57311410029.43912510030.20313610030.8914810032.122151010033.197表3-3白沟河北茨村断面水位流量表洪水分析——边界条件图3-15小清河分洪区下边界出流示意图通过边界出流通过白沟河出流•xz_xqh_20方案现有工程条件下，小清河、哑巴河、刺猬河、大石河以及北拒马河发生20年一遇洪水时，72小时内小清河流入分洪区洪水总量为1213.4万m3，哑叭河流入分洪区洪水总量为2834.4万m3，刺猬河流入分洪区洪水总量为1973.9万m3，大石河流入分洪区洪水总量为14432.0万m3，北拒马河流入分洪区洪水总量为17756.0万m3，小清河分洪区淹没范围达139.08km2，最大淹没水深达6.67m，平均淹没水深0.85m。通过白沟河下泄的总洪量约为2.06亿m3，由白沟河右岸、拒马河右堤等漫堤而流出边界的总洪量1.13亿m3。在洪水发生第29小时，区内蓄水量达到最大，约为2.14亿m3。洪水发生12h后淹没面积达3.71km2，约占总面积的0.62%；洪水发生24h后淹没面积达108.41km2，约占总面积的18.15%。洪水分析——计算结果分析洪水分析——计算结果分析图3-16xz_xqh_20方案下，白沟河72小时洪水出流过程线图3-17xz_xqh_20方案下，边界72小时洪水出流过程线0200400600800100012001400160004812162024283236404448525660646872流量（m3/s）时间（h）0200400600800100012001400160004812162024283236404448525660646872流量（m3/s）时间（h）灾情统计与评估——灾情损失评估模型1.现场实地调查、数学模型模拟计算或遥感分析方法确定洪水淹没范围、淹没水深、淹没历时等致灾特性指标。2.搜集社会经济调查资料、社会经济统计资料以及空间地理信息资料，运用面积权重法、回归分析法等对社会经济数据进行空间求解，生成具有空间属性的社会经济数据库，反映社会经济指标的分布差异。3.洪水水情特征分布与社会经济特征分布通过空间地理关系进行拓扑叠加，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。直接经济损失根据影响区内各类经济类型和洪灾损失率关系计算直接经济损失(,)ijijDWij研究范围损失率（值）——水深关系灾情统计与评估——灾情损失评估模型资产种类淹没水深0.05~0.5m0.5~1.0m1.0~1.5m1.5~2.5m2.5~5.0m5.0m室内财产（%）102035456070房屋（%）91722405065农业损失（%）20405080100100公路损失（万元/km）4015045070012001200铁路损失（万元/km）60200600100018001800绘制洪水风险图——洪水风险图绘制流程图启动绘制系统底图数据导入风险图层检查与处理地图浏览注记编辑制图表达图形编辑风险图层导入数据检查输出图形入库选择版面与范围，自动排版布局成图空间插值等值线面MXD成果图合格，图层自动导入数据模型不合格，返回修改重新导入绘制洪水风险图——创建工程及数据导入绘制洪水风险图——调整布局绘制洪水风险图——成图导出绘制了小清河分洪区在现状条件下以及考虑涿州城市防洪保护圈规划工程条件下10个计算方案的洪水到达时间、洪水流速、洪水淹没历时、洪水淹没水深4个专题共计40幅洪水风险图。