洪水风险图
副标题

洪水风险图概念辨析

  关于洪水风险图,我国已经开展了很多研究,但是对于一些与之相关的基本概念尚无统一的定义和一致认同的解释。但是在洪水风险图制作过程中,以及在国际交流中,区分这些概念是非常重要的。下面就此作一些探讨。


洪水淹没图(Flood Inundation Maps)

  是指在某一流域或区域内,标示实际发生的洪水或者一定频率的设计洪水所产生的淹没范围的图,其核心是标示洪水淹没区域的边界,是洪水信息(水文信息等)叠加于地理信息的产物。在新近完成的全国以及各流域防洪规划中提到的“洪水风险图”,有一些图更确切一点讲,不应该叫洪水风险图,而应该属于洪水淹没图的范畴。


洪水区划图(Flood Zone Maps)

    是指在某一流域或区域内,标示对应于一定频率设计洪水标准的洪水风险区划的图。其核心是要对风险进行区划,确定洪水风险的等级以及区域。如风险分级,1级区、2级区、3级区;或者进行等级评价,如高风险、中等风险、低风险、零风险等。


洪水风险图(Flood Risk Maps)

  是指标示某一流域或区域在洪水自然风险(Flood Hazard)、暴露程度(Exposure)以及脆弱性(Vulnerability)共同作用下的耦合风险信息的一系列图。洪水自然风险如前所述,主要是指不同频率洪水的淹没水深、时间以及水流流速、流向等信息;暴露程度(亦称之为显性风险)是指流域或区域内暴露于洪水淹没范围的财产、人口、资源分布等;脆弱性(亦称之为隐性风险)是指抗御洪水的能力,包括工程的防洪能力、非工程措施的作用以及经济社会的抵抗和承受能力等。



洪水风险图制作的关键点

1.一款成熟的商业软件是洪水分析的基础

洪水分析计算是风险图制作的核心内容,从水力计算角度,洪水计算至少应该包括以下几部分:
  • 一维河道模型,耦合了降雨径流过程,能在较短的计算时间就可以模拟出非常复杂的河网内的水流条件;
  • 二维模型,可以很好的处理地表(行洪区、蓄滞洪区或者城市)的洪水淹没和退水过程;
  • 排水管网模型(仅对城市洪水风险图),耦合了城市降雨径流过程,能够详细地预测整个管网系统中水流情况;
对于流域洪水风险图,一般情况下需要对一维河道模型和二维模型进行动态耦合计算;对于城市风险图还要耦合排水管网模型;


2.基础资料收集工作是项目顺利开展的前提和基础  
  基础资料收集的全面性、可靠性、正确性、一致性、代表性和时效性直接影响洪水风险分析计算方案和模型的科学性、可靠性与正确性,直接影响风险图和成果报告的内容和质量,关系到整个项目的顺利进行。尤其是跨部门的数据收集,存在行业壁垒。


3.排水管网模拟是城市洪水风险图的关键
  城市的洪水分析计算与流域炯然不同,在城市中,排水管网在暴雨内涝的控制因素。因此,在城市风险图的内涝模拟中,需要考虑的管网系统至少应该包括:
      • 雨水管网和合流制管网;
      • 排水泵站;
      • 检查井和雨水口;
 此外,在暴雨期间内河对于排水管网的水位顶托作用也对城市内涝的产生起着重要的作用。


4.城市地形的概化决定了城市风险图的精度
  城市内地形地貌复杂,对于模型地形的概化提出了很大的挑战,根据DHI的经验,城市地形概化至少应该考虑:
      • 建筑物的进水、蓄水效应;
      • 较小街道的合并与概化;
      • 城市下穿隧道在暴雨汇流中的“低地”效应;


  随着数值模型技术的发展和电脑硬件(并行计算和GPU计算)的升级,实时二维洪水预报模拟已成为可能。在未来的防汛决策中,洪水实时风险预报系统将会起到重要的作用:
  • 二维洪水模拟时间应能满足实时洪水预报的需要;
  • 可提供区域内各位置的流速、水深变化过程等预报信息,也可为迁安路线确定及灾情估算提供支持;
  • 实现任意点查询水位、水深、流速等信息;
  • 实现二维洪水在蓄滞洪区的动态演进过程展示,并统计分析展示相关洪水要素。