陳劍華

（湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院，湖南 長沙 410007）

1 背 景

湖南省是水利大省，也是我國洪澇旱災(zāi)害頻繁、受災(zāi)嚴(yán)重的省份之一，其中洞庭湖地區(qū)的防汛抗災(zāi)任務(wù)尤其繁重。目前，洞庭湖區(qū)基本形成了以堤防為基礎(chǔ)，上游水庫、蓄洪垸、平垸行洪、退田還湖等相配合的綜合防洪工程體系。其中，蓄洪垸在整個防洪體系的組成中具有重要作用，湖南省24 個國家級蓄洪垸不僅是調(diào)蓄洞庭湖大洪水、保證洞庭湖重點保護(hù)地區(qū)的防洪安全的重要保障，更承擔(dān)了整個長江中下游地區(qū)超額洪量的分蓄洪任務(wù)。如何合理運(yùn)用蓄洪垸分蓄洪，對減輕洪災(zāi)損失、確保人民群眾生命安全和城市正常運(yùn)行具有重要意義。

2013 年以來，湖南省先后完成了洞庭湖區(qū)26 處重點編制單元（包括11 處防洪保護(hù)區(qū)、9 處重要蓄洪垸、4 處一般蓄洪垸、2 座防洪城市）洪水風(fēng)險專題圖的分析編制任務(wù)和2 條中小河流的洪水風(fēng)險圖試點任務(wù)，完成并匯集了各個編制單元的基本洪水風(fēng)險圖、避險轉(zhuǎn)移圖等分析計算數(shù)據(jù)和編制成果。

2 存在問題

1）啟用洞庭湖地區(qū)防汛應(yīng)急預(yù)案后缺乏分洪輔助決策等后續(xù)功能。當(dāng)達(dá)到應(yīng)急方案啟動條件后，如何按照方案具體組織實施，怎么分蓄洪水，會造成什么樣的影響，產(chǎn)生什么的后果，這些信息的缺失，造成了信息的斷裂，還缺少關(guān)鍵的智能輔助決策應(yīng)用功能。

2）尚未與已建的洪水風(fēng)險圖系統(tǒng)進(jìn)行融合應(yīng)用。洪水風(fēng)險圖編制成果為科學(xué)防洪、科技防洪、有效應(yīng)對突發(fā)洪澇災(zāi)害奠定了堅實的基礎(chǔ)，但對這些成果的應(yīng)用僅開展了一些試點工作，尚未全面深入鋪開，成果資源使用率較低，沒有充分發(fā)揮作用。

3 總體思路和技術(shù)路線

3.1 總體思路

根據(jù)當(dāng)前防汛業(yè)務(wù)需求，結(jié)合智能化預(yù)案應(yīng)用、洪水風(fēng)險圖編制成果以及防汛業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，開發(fā)基于GIS技術(shù)的洪水風(fēng)險圖成果應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)流程主要分六階段：智能化方案預(yù)案觸發(fā)—→擬啟用蓄洪垸—→分蓄洪方案比選—→避險轉(zhuǎn)移展示—→洪水淹沒損失初步評估—→重點保護(hù)對象洪水風(fēng)險。見圖1。

圖1 湖南省洪水風(fēng)險圖成果應(yīng)用系統(tǒng)工作流程圖

3.2 技術(shù)路線

1）數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模型：以蓄洪垸、重點防洪保護(hù)區(qū)為模型核心，通過收集蓄洪垸、防洪保護(hù)區(qū)所關(guān)聯(lián)的各類信息，形成數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模型，并且對關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，如基礎(chǔ)信息、蓄洪垸啟動的指標(biāo)信息、社會經(jīng)濟(jì)信息等，并進(jìn)行地理信息化。

2）GIS 地圖圖上作業(yè)：通過GIS 地圖，在地圖上實現(xiàn)各類信息的標(biāo)注，同時通過GIS 標(biāo)注技術(shù)實現(xiàn)在地圖上進(jìn)行作業(yè)分析。

3）洪水風(fēng)險圖成果集成：針對不同的對象模型，按決策分析要素分類整理洪水風(fēng)險圖圖件成果，并集成到對象模型中，實現(xiàn)分析要素的信息化展示。

4）與已建系統(tǒng)的融合：將洪水風(fēng)險圖成果中的災(zāi)害損失率曲線、不同方案災(zāi)損統(tǒng)計表等相關(guān)圖表數(shù)據(jù)提取，統(tǒng)一存入洪水風(fēng)險圖成果應(yīng)用系統(tǒng)。同時與現(xiàn)有的業(yè)務(wù)報表系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)應(yīng)用數(shù)據(jù)互通，提高數(shù)據(jù)共享和利用率。

4 系統(tǒng)功能模塊

基于GIS 地圖的洪水風(fēng)險圖成果應(yīng)用系統(tǒng)主要包含智能化預(yù)案對接、基礎(chǔ)信息管理、綜合展示一張圖、案例管理四大功能模塊。見圖2。

圖2 洪水風(fēng)險圖成果應(yīng)用系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

4.1 智能化預(yù)案對接

通過與智能化預(yù)案系統(tǒng)對接，實現(xiàn)對蓄滯洪區(qū)災(zāi)險情預(yù)警信息的監(jiān)控，以及預(yù)案查詢展示。

1）預(yù)警信息監(jiān)聽與展示：通過消息監(jiān)聽接口與智能化方案預(yù)案系統(tǒng)對接，實時自動監(jiān)聽湖南省洞庭湖區(qū)蓄滯洪區(qū)防洪預(yù)警信息。

2）預(yù)警關(guān)聯(lián)預(yù)案展示：通過與智能化方案預(yù)案系統(tǒng)對接，查詢展示預(yù)警信息對應(yīng)的分蓄洪預(yù)案內(nèi)容。

3）歷史預(yù)警信息查詢：快速滾動展示歷史預(yù)警概要信息列表。

4.2 基礎(chǔ)信息管理

該子模塊實現(xiàn)蓄滯洪區(qū)、防洪保護(hù)區(qū)及兩個防洪保護(hù)城市長沙、岳陽基礎(chǔ)信息的展示與管理?；A(chǔ)信息包括：基礎(chǔ)地理信息、社會信息、耕地信息、防洪標(biāo)準(zhǔn)、歷史氣象水文統(tǒng)計信息、應(yīng)急責(zé)任體系信息等。

4.3 綜合展示一張圖

通過結(jié)合洪水風(fēng)險圖成果，便于防汛領(lǐng)導(dǎo)及時準(zhǔn)確了解蓄滯洪區(qū)分洪的基本情況、潛在風(fēng)險，并評估未來威脅，為科學(xué)指揮調(diào)度提供決策支持。見圖3。

圖3 綜合展示一張圖示意圖

1）蓄滯洪區(qū)啟動自動提醒：當(dāng)蓄洪運(yùn)用指標(biāo)達(dá)到蓄滯洪區(qū)啟動指標(biāo)時自動在GIS 地圖上提示需要啟用的蓄洪垸，并給出先后蓄洪垸啟用的順序。

2）關(guān)聯(lián)信息展示：對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)展示，實現(xiàn)蓄滯洪區(qū)防汛作戰(zhàn)態(tài)勢的GIS 地圖展示與監(jiān)控，數(shù)據(jù)包含：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、蓄洪垸運(yùn)用狀態(tài)、雨情、水情、工情、災(zāi)情、險情、氣象水文滾動預(yù)報數(shù)據(jù)、防汛應(yīng)急調(diào)度相關(guān)數(shù)據(jù)等。

3）概化信息展示：展示洞庭湖區(qū)蓄滯洪區(qū)、防洪保護(hù)區(qū)等重點關(guān)注目標(biāo)的概化關(guān)聯(lián)關(guān)系、重點控制水位信息、降雨信息、預(yù)警信息、實時狀態(tài)信息等。

4）歷史淹沒情況展示：展示歷史洪水的洪水過程和淹沒情況，包括堤防潰決情況（潰決原因、潰決水位、潰口發(fā)展時間、最終決口形態(tài)等）、淹沒范圍和淹沒水深（水位）等相關(guān)數(shù)據(jù)。

5）洪水風(fēng)險圖關(guān)聯(lián)應(yīng)用：

洪水影響展示：接入洪水風(fēng)險圖洪水影響計算成果，在GIS 地圖上主要展示受災(zāi)面積、受影響的道路、水利重要設(shè)施等洪水影響區(qū)域及重要設(shè)施。

避洪轉(zhuǎn)移范圍成果展示：接入洪水風(fēng)險圖避洪轉(zhuǎn)移計算成果，在GIS 地圖上進(jìn)行圈畫，展示需要撤離的村莊、學(xué)校、機(jī)關(guān)等，撤離時間安排等信息。

避洪轉(zhuǎn)移人員成果展示：接入洪水風(fēng)險圖避洪轉(zhuǎn)移人員計算成果，在GIS 地圖上展示鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村采取相應(yīng)避難模式的實際避難人數(shù)。標(biāo)注避難人數(shù)的安置點以及糧食、牲畜和其他生活用品等的安置情況。

洪水風(fēng)險圖成果展示：接入防洪風(fēng)險成果中每個蓄洪垸進(jìn)洪量隨歷時關(guān)系曲線、平均淹沒水深隨歷時的關(guān)系曲線、淹沒范圍隨進(jìn)洪歷時的關(guān)系曲線進(jìn)行展示、不同進(jìn)洪時間的災(zāi)損分析。

4.4 案例管理

1）災(zāi)損統(tǒng)計分析：通過關(guān)聯(lián)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)報表系統(tǒng)中的蓄滯洪區(qū)居民財產(chǎn)登記及變更登記匯總表，對實際洪水影響區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2）案例總結(jié)：對歷史的蓄洪垸分洪案例進(jìn)行關(guān)聯(lián)信息自動生成、實施過程信息填寫、實施效果總結(jié)填寫、文本影音資料上傳等操作。對案例信息提供結(jié)構(gòu)化存儲、圖形報表展示、報表輸出等功能。

3）案例查詢：提供按多種要素類型為檢索條件進(jìn)行蓄洪垸分洪案例的查詢與統(tǒng)計功能，對案例信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)化展示，與空間地理相關(guān)的信息可以在地圖上疊加顯示。

4）與已有的防汛風(fēng)險管理庫對接：將洪水風(fēng)險圖應(yīng)用成果與防汛風(fēng)險管理數(shù)據(jù)庫對接，作為成果資料，補(bǔ)充完善防洪薄弱環(huán)節(jié)、重點保護(hù)對象等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。為風(fēng)險預(yù)警信息發(fā)送、跟蹤、反饋提供案例支持。

5 結(jié) 語

開展洪水風(fēng)險圖成果應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，對湖南省防洪保護(hù)對象、蓄洪垸的基本信息實現(xiàn)“一張圖”管理；在量化蓄洪垸啟用指標(biāo)的基礎(chǔ)上，利用重點地區(qū)洪水風(fēng)險圖編制成果，與現(xiàn)有的業(yè)務(wù)報表系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對蓄洪垸分蓄洪方案的量化比較，給出的分洪方案及人員轉(zhuǎn)移方案的建議，為蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用決策和指揮調(diào)度提供科學(xué)支撐，為防汛指揮調(diào)度提供科學(xué)決策支持。