平原區(qū)與山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖：繪制方法、應(yīng)用成效與對比研究一、引言1.1研究背景與意義洪水災(zāi)害作為一種極具破壞力的自然災(zāi)害，始終對人類社會的安全與發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。近年來，全球氣候變化加劇，極端天氣事件頻繁發(fā)生，致使洪水災(zāi)害的發(fā)生頻率和危害程度呈顯著上升趨勢。據(jù)統(tǒng)計，僅在2023年，全球范圍內(nèi)就有眾多地區(qū)遭受了洪水災(zāi)害的侵襲，造成了大量人員傷亡和難以估量的經(jīng)濟(jì)損失。在亞洲，印度和巴基斯坦的洪水災(zāi)害導(dǎo)致了數(shù)千人受災(zāi)，基礎(chǔ)設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞；在歐洲，德國、比利時等國的暴雨引發(fā)了洪水，眾多城鎮(zhèn)被淹沒，交通、通信等系統(tǒng)陷入癱瘓。這些觸目驚心的災(zāi)害事件，不僅嚴(yán)重影響了受災(zāi)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還對生態(tài)環(huán)境造成了長期的負(fù)面影響。在中國，洪水災(zāi)害同樣是制約經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要因素之一。我國幅員遼闊，地形地貌復(fù)雜多樣，氣候條件差異顯著，許多地區(qū)都面臨著洪水災(zāi)害的風(fēng)險。尤其是長江、黃河、淮河等大江大河的中下游地區(qū)，以及東南沿海地區(qū)，由于地勢低洼、降水集中等原因，洪水災(zāi)害頻繁發(fā)生。例如，2024年入汛以來，我國多地遭遇強(qiáng)降雨襲擊，長江流域部分地區(qū)水位迅速上漲，鄱陽湖、洞庭湖等湖泊水位超警戒，給當(dāng)?shù)厝嗣竦纳敭a(chǎn)安全帶來了巨大威脅。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，這些洪水災(zāi)害導(dǎo)致了大量農(nóng)田被淹，房屋倒塌，交通中斷，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)十億元。面對日益嚴(yán)峻的洪水災(zāi)害形勢，如何有效地預(yù)防和應(yīng)對洪水災(zāi)害，已成為全球范圍內(nèi)亟待解決的重要課題。洪水風(fēng)險圖作為一種直觀、有效的防洪減災(zāi)工具，能夠清晰地展示洪水可能淹沒的區(qū)域、水深分布、流速大小以及洪水發(fā)生的概率等信息，為洪水災(zāi)害的預(yù)防、預(yù)警、應(yīng)急救援和災(zāi)后恢復(fù)等提供科學(xué)依據(jù)。通過洪水風(fēng)險圖，決策者可以直觀地了解不同區(qū)域的洪水風(fēng)險程度，從而合理規(guī)劃城市布局，制定科學(xué)的防洪減災(zāi)措施；居民可以提前了解自己所在區(qū)域的洪水風(fēng)險，做好防范和轉(zhuǎn)移準(zhǔn)備；救援人員可以根據(jù)洪水風(fēng)險圖迅速確定救援重點(diǎn)和行動路線，提高救援效率。因此，構(gòu)建準(zhǔn)確、全面的洪水風(fēng)險圖對于提高我國防洪減災(zāi)能力，保障人民生命財產(chǎn)安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。我國地形復(fù)雜，平原區(qū)和山丘區(qū)在地形地貌、河流水系、氣象條件等方面存在顯著差異，這導(dǎo)致兩者的洪水特性和風(fēng)險狀況也截然不同。平原區(qū)地勢平坦，河網(wǎng)密布，洪水傳播速度相對較慢，但淹沒范圍廣，持續(xù)時間長；山丘區(qū)地形起伏大，河流落差大，洪水匯流速度快，突發(fā)性強(qiáng)，破壞力大。因此，針對平原區(qū)和山丘區(qū)的特點(diǎn)，分別開展洪水風(fēng)險圖研究，對于提高我國洪水風(fēng)險管理的針對性和有效性具有重要意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外在洪水風(fēng)險圖研究領(lǐng)域起步較早，在平原區(qū)和山丘區(qū)都取得了顯著成果。美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）自20世紀(jì)90年代起便運(yùn)用GIS技術(shù)構(gòu)建洪水淹沒模型，結(jié)合數(shù)字高程模型（DEM）、河流水系數(shù)據(jù)以及洪水水位數(shù)據(jù)，對不同地形條件下洪水的演進(jìn)過程進(jìn)行模擬，精準(zhǔn)預(yù)測平原區(qū)洪水的淹沒范圍和水深分布，為洪水風(fēng)險評估提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。在山丘區(qū)洪水研究方面，國外學(xué)者通過建立分布式水文模型，充分考慮地形、土壤、植被等因素對洪水產(chǎn)匯流的影響，提高了山丘區(qū)洪水模擬的精度。在歐洲，英國環(huán)境署利用GIS技術(shù)搭建了全國性的洪水風(fēng)險評估系統(tǒng)，整合地形、氣象、水文等多源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對洪水風(fēng)險的實(shí)時監(jiān)測，并及時為公眾發(fā)布洪水預(yù)警信息。德國則借助GIS技術(shù)對易發(fā)生洪水的區(qū)域，包括平原區(qū)和山丘區(qū)，展開詳細(xì)的風(fēng)險評估，繪制出高精度的洪水風(fēng)險圖。其洪水風(fēng)險圖不僅涵蓋洪水淹沒范圍和水深等基礎(chǔ)信息，還充分考慮了洪水對建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施的破壞程度，以及洪水發(fā)生后的人員疏散和救援路徑等關(guān)鍵因素，為洪水災(zāi)害的應(yīng)對提供了全面、細(xì)致的指導(dǎo)。在洪水風(fēng)險評估模型方面，國外也涌現(xiàn)出多種先進(jìn)的模型。例如，澳大利亞學(xué)者開發(fā)的HEC-RAS模型，有機(jī)結(jié)合了GIS的空間分析功能，能夠?qū)恿骱樗?，無論是平原區(qū)還是山丘區(qū)的河流，進(jìn)行精確的模擬和分析。該模型通過考慮河道的幾何形狀、糙率、水位流量關(guān)系等因素，準(zhǔn)確預(yù)測洪水在河道中的傳播速度和水位變化，為洪水風(fēng)險評估提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。此外，美國陸軍工程兵團(tuán)研發(fā)的FloodMap模型，利用GIS技術(shù)和遙感數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對洪水淹沒范圍的快速繪制和動態(tài)監(jiān)測，極大地提高了洪水風(fēng)險評估的效率和準(zhǔn)確性。國內(nèi)對于洪水風(fēng)險圖的研究雖然起步相對較晚，但發(fā)展迅速。在平原區(qū)，學(xué)者們針對平原地區(qū)地勢平坦、河網(wǎng)密布、洪水淹沒范圍廣且持續(xù)時間長的特點(diǎn)，開展了大量研究。例如，通過構(gòu)建水動力模型，對平原河網(wǎng)地區(qū)的洪水演進(jìn)過程進(jìn)行模擬，分析洪水的傳播路徑和淹沒范圍。在長江中下游平原地區(qū)，研究人員利用高精度的DEM數(shù)據(jù)和豐富的水文觀測資料，建立了復(fù)雜的洪水模型，對不同頻率洪水的淹沒情況進(jìn)行了詳細(xì)模擬，為該地區(qū)的防洪減災(zāi)決策提供了科學(xué)依據(jù)。在山丘區(qū)，由于地形起伏大、河流落差大、洪水匯流速度快且突發(fā)性強(qiáng)的特性，研究重點(diǎn)主要集中在如何準(zhǔn)確模擬洪水的快速產(chǎn)匯流過程以及評估洪水的破壞力。一些學(xué)者采用分布式水文模型與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的方法，考慮山丘區(qū)地形地貌、土壤類型、植被覆蓋等因素對洪水的影響，取得了較好的模擬效果。在四川、云南等山丘區(qū)，研究人員通過實(shí)地調(diào)查和數(shù)據(jù)分析，建立了適合當(dāng)?shù)氐暮樗L(fēng)險評估模型，為當(dāng)?shù)氐姆篮闇p災(zāi)工作提供了有力支持。盡管國內(nèi)外在洪水風(fēng)險圖研究方面取得了諸多成果，但仍存在一些不足之處。一方面，部分模型在模擬洪水過程時，對一些復(fù)雜因素的考慮還不夠全面。例如，在平原區(qū)，對于人類活動如城市化進(jìn)程、水利工程建設(shè)對洪水的影響，以及在山丘區(qū)，對于地質(zhì)條件、生態(tài)環(huán)境變化對洪水的作用，部分模型未能充分考慮，導(dǎo)致模擬結(jié)果與實(shí)際情況存在一定偏差。另一方面，洪水風(fēng)險圖的更新和動態(tài)監(jiān)測能力有待進(jìn)一步提高。由于洪水風(fēng)險受到多種因素的動態(tài)影響，如氣候變化、土地利用變化等，現(xiàn)有的洪水風(fēng)險圖往往不能及時反映這些變化，從而影響了其在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用效果。此外，在洪水風(fēng)險圖的應(yīng)用方面，雖然已經(jīng)在防汛調(diào)度、災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域得到了一定應(yīng)用，但在公眾普及和跨部門協(xié)同應(yīng)用方面還存在不足，需要進(jìn)一步加強(qiáng)推廣和應(yīng)用。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在深入剖析平原區(qū)和山丘區(qū)的洪水特性，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段，分別構(gòu)建適用于這兩種不同地形區(qū)域的高精度洪水風(fēng)險圖，并通過實(shí)際案例驗(yàn)證其有效性和應(yīng)用價值，為洪水災(zāi)害的科學(xué)管理和應(yīng)對提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐和決策依據(jù)。在研究內(nèi)容方面，首先是洪水風(fēng)險圖繪制方法研究。針對平原區(qū)地勢平坦、河網(wǎng)密布，洪水傳播速度相對較慢但淹沒范圍廣、持續(xù)時間長的特點(diǎn)，選擇合適的水動力模型，如MIKEFLOOD模型。該模型能夠充分考慮平原河網(wǎng)復(fù)雜的水流運(yùn)動特性，通過對河道糙率、水位流量關(guān)系等關(guān)鍵參數(shù)的精細(xì)率定，準(zhǔn)確模擬洪水在平原區(qū)的演進(jìn)過程，預(yù)測不同頻率洪水的淹沒范圍和水深分布。在長江中下游平原的某研究區(qū)域，利用該模型結(jié)合高精度的DEM數(shù)據(jù)和多年的水文觀測資料，成功繪制出了該區(qū)域的洪水風(fēng)險圖，清晰展示了洪水的淹沒范圍和水深變化情況。對于山丘區(qū)，因其地形起伏大、河流落差大，洪水匯流速度快、突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大，采用分布式水文模型與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的方法，如SWAT-ArcGIS耦合模型。該模型可以充分考慮山丘區(qū)地形地貌、土壤類型、植被覆蓋等因素對洪水產(chǎn)匯流的影響，通過對不同下墊面條件下的產(chǎn)匯流參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確模擬，提高洪水模擬的精度。在四川某山丘區(qū)，運(yùn)用該耦合模型，結(jié)合實(shí)地調(diào)查獲取的土壤、植被等數(shù)據(jù)，對該區(qū)域的洪水進(jìn)行了模擬分析，繪制出了反映山丘區(qū)洪水特性的風(fēng)險圖。其次是洪水風(fēng)險圖應(yīng)用案例分析。以具體的平原區(qū)和山丘區(qū)洪水災(zāi)害事件為案例，詳細(xì)闡述洪水風(fēng)險圖在災(zāi)害預(yù)警、應(yīng)急救援、災(zāi)后評估等方面的實(shí)際應(yīng)用。在平原區(qū)的某次洪水災(zāi)害中，相關(guān)部門提前根據(jù)洪水風(fēng)險圖確定了可能受災(zāi)的重點(diǎn)區(qū)域，及時發(fā)布了精準(zhǔn)的災(zāi)害預(yù)警信息，提前組織居民進(jìn)行轉(zhuǎn)移安置。在應(yīng)急救援過程中，救援人員依據(jù)洪水風(fēng)險圖規(guī)劃了最佳的救援路線，快速抵達(dá)受災(zāi)區(qū)域，成功解救了被困群眾。災(zāi)后，利用洪水風(fēng)險圖對受災(zāi)范圍和損失程度進(jìn)行評估，為恢復(fù)重建工作提供了科學(xué)依據(jù)，大大提高了救援效率和減災(zāi)效果。在山丘區(qū)的一次暴雨引發(fā)的山洪災(zāi)害中，洪水風(fēng)險圖發(fā)揮了重要作用。通過風(fēng)險圖，當(dāng)?shù)卣崆傲私獾缴胶榭赡苡绊懙膮^(qū)域和程度，及時啟動了應(yīng)急預(yù)案，組織群眾撤離。在救援過程中，救援隊(duì)伍根據(jù)風(fēng)險圖確定了安全的救援路徑，避免了因盲目行動而導(dǎo)致的危險，有效減少了人員傷亡和財產(chǎn)損失。再者是平原區(qū)與山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖對比研究。從洪水特性、風(fēng)險要素、繪制方法、應(yīng)用效果等多個角度，深入對比分析平原區(qū)和山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖的差異。平原區(qū)洪水風(fēng)險圖主要關(guān)注洪水的淹沒范圍和水深，繪制方法側(cè)重于水動力模型的應(yīng)用；而山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖除了考慮淹沒范圍和水深外，還需重點(diǎn)關(guān)注洪水的流速、流向以及可能引發(fā)的山體滑坡、泥石流等次生災(zāi)害，繪制方法需要結(jié)合分布式水文模型和地理信息系統(tǒng)。通過對比研究，總結(jié)出不同地形條件下洪水風(fēng)險圖的特點(diǎn)和適用范圍，為今后洪水風(fēng)險圖的編制和應(yīng)用提供參考。最后是洪水風(fēng)險圖優(yōu)化建議。結(jié)合研究結(jié)果和實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題，從數(shù)據(jù)采集與處理、模型精度提升、成果更新與動態(tài)監(jiān)測、多部門協(xié)同應(yīng)用等方面，提出針對性的優(yōu)化建議。在數(shù)據(jù)采集方面，加強(qiáng)多源數(shù)據(jù)的融合，包括衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、無人機(jī)航拍數(shù)據(jù)、地面監(jiān)測數(shù)據(jù)等，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時效性。在模型精度提升方面，不斷改進(jìn)和完善洪水模擬模型，考慮更多的影響因素，如人類活動對洪水的影響等。在成果更新與動態(tài)監(jiān)測方面，建立定期更新機(jī)制，利用實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)對洪水風(fēng)險圖進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，確保其能夠及時反映洪水風(fēng)險的變化。在多部門協(xié)同應(yīng)用方面，加強(qiáng)水利、氣象、應(yīng)急管理等部門之間的合作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和信息互通，提高洪水風(fēng)險圖的應(yīng)用效率。1.4研究方法與技術(shù)路線本研究綜合運(yùn)用多種研究方法，確保研究的科學(xué)性、全面性和深入性。在文獻(xiàn)研究方面，廣泛搜集國內(nèi)外關(guān)于洪水風(fēng)險圖的相關(guān)文獻(xiàn)資料，涵蓋學(xué)術(shù)期刊論文、研究報告、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，深入了解平原區(qū)和山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及現(xiàn)有研究的成果與不足。通過對這些文獻(xiàn)的梳理和分析，為本研究提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和研究思路。在案例分析上，精心挑選具有代表性的平原區(qū)和山丘區(qū)洪水災(zāi)害案例，如長江中下游平原的某次洪水災(zāi)害以及四川某山丘區(qū)的山洪災(zāi)害事件。深入剖析這些案例中洪水風(fēng)險圖在災(zāi)害預(yù)警、應(yīng)急救援、災(zāi)后評估等環(huán)節(jié)的實(shí)際應(yīng)用情況，總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)和存在的問題，為后續(xù)研究提供實(shí)際應(yīng)用參考。模型模擬也是本研究的重要方法之一。針對平原區(qū)和山丘區(qū)不同的地形地貌和洪水特性，分別選用合適的模型進(jìn)行模擬。在平原區(qū)，運(yùn)用MIKEFLOOD模型，結(jié)合高精度的DEM數(shù)據(jù)和豐富的水文觀測資料，對洪水演進(jìn)過程進(jìn)行精細(xì)模擬，準(zhǔn)確預(yù)測洪水的淹沒范圍和水深分布。在山丘區(qū)，采用SWAT-ArcGIS耦合模型，充分考慮地形地貌、土壤類型、植被覆蓋等因素對洪水產(chǎn)匯流的影響，提高洪水模擬的精度。對比分析方法貫穿于整個研究過程。從洪水特性、風(fēng)險要素、繪制方法、應(yīng)用效果等多個維度，對平原區(qū)和山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖進(jìn)行細(xì)致對比。通過對比，清晰地揭示出不同地形條件下洪水風(fēng)險圖的差異和特點(diǎn)，為洪水風(fēng)險圖的編制和應(yīng)用提供針對性的建議。本研究的技術(shù)路線以數(shù)據(jù)收集與處理為起點(diǎn)，廣泛收集地形地貌、氣象水文、土地利用、社會經(jīng)濟(jì)等多源數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整理和分析，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性?；谑占臄?shù)據(jù)，針對平原區(qū)和山丘區(qū)的特點(diǎn)，分別選擇合適的模型進(jìn)行洪水模擬分析。在模擬過程中，對模型參數(shù)進(jìn)行精細(xì)率定和驗(yàn)證，以提高模擬結(jié)果的精度。根據(jù)模擬結(jié)果，繪制平原區(qū)和山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖，并對風(fēng)險圖進(jìn)行可視化處理，使其更加直觀易懂。通過實(shí)際案例對洪水風(fēng)險圖的應(yīng)用效果進(jìn)行評估，根據(jù)評估結(jié)果提出優(yōu)化建議，進(jìn)一步完善洪水風(fēng)險圖，為洪水災(zāi)害的科學(xué)管理和應(yīng)對提供有力支持。具體技術(shù)路線如圖1-1所示。【此處插入圖1-1技術(shù)路線圖】二、平原區(qū)洪水風(fēng)險圖研究2.1平原區(qū)洪水特征與風(fēng)險分析平原區(qū)由于地勢平坦開闊，河網(wǎng)水系縱橫交錯，使其洪水呈現(xiàn)出一系列獨(dú)特的特征。與山丘區(qū)洪水相比，平原區(qū)洪水的流速相對較為緩慢。這是因?yàn)槠皆匦纹露刃?，水流在行進(jìn)過程中受到的阻力相對較大，導(dǎo)致其動能損耗較快，傳播速度受限。據(jù)相關(guān)研究表明，在長江中下游平原地區(qū)，洪水的流速一般在0.5-1.5米/秒之間，而在山丘區(qū)，洪水流速往往能達(dá)到3-5米/秒甚至更高。洪水的持續(xù)時間長也是平原區(qū)洪水的一大顯著特點(diǎn)。由于平原區(qū)河網(wǎng)調(diào)蓄能力較強(qiáng)，洪水在進(jìn)入平原后，會在河網(wǎng)中緩慢流動和儲存，難以迅速排泄，使得洪水過程持續(xù)時間較長。以淮河平原為例，在2003年的洪水災(zāi)害中，洪水持續(xù)時間長達(dá)一個多月，給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活和基礎(chǔ)設(shè)施都帶來了嚴(yán)重的影響。平原區(qū)洪水的淹沒范圍極為廣泛。平坦的地形使得洪水在漫溢時幾乎不受地形阻擋，能夠向四周大面積擴(kuò)散，淹沒大片的農(nóng)田、城鎮(zhèn)和村莊。在1998年長江流域的特大洪水中，長江中下游平原的多個省份，如湖北、湖南、江西等，都有大量的土地被洪水淹沒，受災(zāi)面積達(dá)數(shù)百萬平方公里，眾多城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村被洪水圍困，大量居民被迫轉(zhuǎn)移。平原區(qū)洪水風(fēng)險的形成受到多種因素的綜合影響。地形地貌是一個關(guān)鍵因素，地勢低洼的區(qū)域更容易積水，洪水發(fā)生時受淹的風(fēng)險更高。例如，黃河下游的華北平原，部分地區(qū)地勢低洼，且地面高程與黃河洪水位相差較小，一旦黃河發(fā)生決堤或漫溢，這些地區(qū)將迅速被洪水淹沒。河流水系的分布和特征也對洪水風(fēng)險有重要影響。河網(wǎng)密度大、河道彎曲、排水不暢的地區(qū)，洪水容易積聚，增加了洪水災(zāi)害的風(fēng)險。如珠江三角洲地區(qū)，河網(wǎng)密布，且部分河道因城市化進(jìn)程導(dǎo)致淤積和變窄，在暴雨期間，洪水排泄困難，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)澇災(zāi)害。氣象條件是影響洪水風(fēng)險的重要因素之一。暴雨的強(qiáng)度、持續(xù)時間和頻率直接決定了洪水的規(guī)模和發(fā)生概率。在我國東部平原地區(qū)，夏季受季風(fēng)氣候影響，降水集中，暴雨頻繁，容易引發(fā)洪水災(zāi)害。如2021年河南鄭州的特大暴雨，短時間內(nèi)降雨量超過常年一個月的降水量，導(dǎo)致城市內(nèi)澇嚴(yán)重，多條河流出現(xiàn)超警戒水位，造成了巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。人類活動對平原區(qū)洪水風(fēng)險的影響也不容忽視。城市化進(jìn)程的加速導(dǎo)致大量的不透水地面增加，如建筑物、道路等，減少了雨水的下滲，使得地表徑流迅速增加，加大了城市排水系統(tǒng)的壓力，容易引發(fā)城市內(nèi)澇。此外，不合理的水利工程建設(shè)，如圍湖造田、河道裁彎取直等，破壞了原有的自然調(diào)蓄能力，也會增加洪水風(fēng)險。例如，洞庭湖和鄱陽湖由于長期的圍湖造田，湖泊面積不斷縮小，調(diào)蓄洪水的能力大幅下降，在洪水來臨時，加劇了洪水災(zāi)害的危害程度。對平原區(qū)洪水風(fēng)險的分析，需要綜合考慮多個指標(biāo)，以全面評估洪水可能帶來的危害。洪水淹沒范圍是一個直觀反映洪水影響范圍的指標(biāo)，通過確定洪水可能淹沒的區(qū)域，可以提前采取相應(yīng)的防范措施，如轉(zhuǎn)移居民、保護(hù)重要設(shè)施等。洪水淹沒深度與洪水對建筑物、農(nóng)作物等的破壞程度密切相關(guān)，水深越大，破壞作用越強(qiáng)。一般來說，當(dāng)洪水淹沒深度超過1米時，大部分農(nóng)作物將遭受嚴(yán)重?fù)p失，房屋也可能出現(xiàn)倒塌等情況。洪水發(fā)生的頻率是評估洪水風(fēng)險的重要指標(biāo)之一。發(fā)生頻率越高的地區(qū)，未來遭受洪水災(zāi)害的可能性就越大，需要更加重視防洪減災(zāi)工作。洪水的流速會影響洪水的傳播速度和對物體的沖擊力，流速越快，對基礎(chǔ)設(shè)施和建筑物的破壞能力越強(qiáng)。在河流彎道處，洪水流速加快，對河岸的沖刷作用增強(qiáng)，容易導(dǎo)致河岸坍塌。常用的洪水風(fēng)險分析方法包括水文水力學(xué)方法、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)和數(shù)學(xué)模型等。水文水力學(xué)方法通過建立洪水演進(jìn)模型，模擬洪水在河道和流域內(nèi)的流動過程，計算洪水的水位、流量、流速等參數(shù)，從而評估洪水風(fēng)險。例如，采用一維圣維南方程組來描述河道水流運(yùn)動，通過求解方程組得到洪水的水位和流量變化過程。GIS技術(shù)具有強(qiáng)大的空間分析能力，可以整合地形、水系、土地利用等多源數(shù)據(jù)，直觀地展示洪水風(fēng)險的空間分布。通過建立數(shù)字高程模型（DEM），可以準(zhǔn)確地分析地形起伏對洪水淹沒范圍和深度的影響。利用GIS的緩沖區(qū)分析功能，可以確定河流兩岸一定范圍內(nèi)的洪水風(fēng)險區(qū)域。數(shù)學(xué)模型如洪水頻率分析模型、洪水風(fēng)險評估模型等，能夠?qū)樗L(fēng)險進(jìn)行量化評估。洪水頻率分析模型通過對歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，確定不同頻率洪水的特征值，為防洪工程設(shè)計提供依據(jù)。洪水風(fēng)險評估模型則綜合考慮洪水的危險性、承災(zāi)體的易損性和社會經(jīng)濟(jì)因素，計算洪水風(fēng)險指數(shù)，評估不同區(qū)域的洪水風(fēng)險程度。2.2平原區(qū)洪水風(fēng)險圖繪制方法平原區(qū)洪水風(fēng)險圖的繪制是一項(xiàng)復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，需要綜合運(yùn)用多種先進(jìn)技術(shù)和方法，以確保風(fēng)險圖能夠準(zhǔn)確、全面地反映洪水風(fēng)險狀況。其中，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)和水文水動力模型在繪制過程中發(fā)揮著核心作用。GIS技術(shù)作為一種強(qiáng)大的空間分析工具，在平原區(qū)洪水風(fēng)險圖繪制中具有不可替代的優(yōu)勢。它能夠?qū)Ａ康牡乩砜臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的采集、存儲、管理、分析和可視化表達(dá)。在數(shù)據(jù)采集方面，通過與遙感（RS）技術(shù)相結(jié)合，可獲取高分辨率的衛(wèi)星影像和航空影像，從而快速、準(zhǔn)確地獲取平原區(qū)的地形地貌、水系分布、土地利用等信息。例如，利用衛(wèi)星遙感影像可以清晰地識別出河流、湖泊、濕地等水體的邊界和范圍，以及城市、農(nóng)田、林地等不同土地利用類型的分布情況。在數(shù)據(jù)管理方面，GIS的空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能夠?qū)⒏鞣N類型的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的組織和存儲，方便數(shù)據(jù)的查詢、更新和維護(hù)。通過建立合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和索引機(jī)制，可以大大提高數(shù)據(jù)的訪問效率，為后續(xù)的分析和處理提供有力支持?？臻g分析是GIS技術(shù)的核心功能之一，在洪水風(fēng)險圖繪制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過疊加分析，可以將地形數(shù)據(jù)、水系數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)以及洪水模擬結(jié)果等多種數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，從而綜合分析不同因素對洪水風(fēng)險的影響。例如，將數(shù)字高程模型（DEM）與洪水淹沒范圍數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，可以直觀地了解洪水在不同地形條件下的淹沒深度和范圍變化；將土地利用數(shù)據(jù)與洪水風(fēng)險評估結(jié)果進(jìn)行疊加，可以分析不同土地利用類型在洪水災(zāi)害中的易損性差異。緩沖區(qū)分析也是GIS常用的分析方法之一。通過對河流、湖泊等水體建立緩沖區(qū)，可以確定洪水可能影響的范圍，為防洪減災(zāi)規(guī)劃提供重要參考。例如，在長江中下游平原地區(qū)，對長江及其主要支流建立不同寬度的緩沖區(qū)，分析緩沖區(qū)范圍內(nèi)的人口分布、經(jīng)濟(jì)活動等情況，評估洪水對這些區(qū)域的潛在威脅。水文水動力模型是模擬洪水在平原區(qū)演進(jìn)過程的重要工具，能夠準(zhǔn)確預(yù)測洪水的水位、流量、流速等關(guān)鍵參數(shù)，為洪水風(fēng)險圖的繪制提供科學(xué)依據(jù)。常用的水文水動力模型包括一維模型、二維模型和一維-二維耦合模型。一維水文水動力模型通常將河道視為一維線性對象，主要用于模擬洪水在河道中的一維流動過程。它通過求解圣維南方程組，考慮河道的糙率、坡度、斷面形狀等因素，計算洪水在河道中的水位和流量變化。例如，HEC-RAS模型是一種廣泛應(yīng)用的一維水文水動力模型，在黃河下游平原地區(qū)的洪水模擬中，利用該模型結(jié)合黃河河道的實(shí)測數(shù)據(jù)，對不同洪水工況下的水位和流量進(jìn)行了準(zhǔn)確模擬，為該地區(qū)的防洪決策提供了重要支持。二維水文水動力模型則將研究區(qū)域視為二維平面，能夠更全面地考慮洪水在平面上的擴(kuò)散和流動過程，適用于模擬平原區(qū)洪水的漫溢和淹沒情況。它通過求解二維淺水方程，考慮地形起伏、水流阻力、紊動等因素，計算洪水的流速、流向和水深分布。例如，在珠江三角洲平原地區(qū)，采用二維MIKE21模型對洪水進(jìn)行模擬，該模型充分考慮了珠江三角洲復(fù)雜的河網(wǎng)地形和水流特性，準(zhǔn)確地預(yù)測了洪水的淹沒范圍和水深分布，為該地區(qū)的城市防洪和內(nèi)河整治提供了科學(xué)依據(jù)。一維-二維耦合模型結(jié)合了一維模型和二維模型的優(yōu)點(diǎn)，既能準(zhǔn)確模擬河道內(nèi)的洪水流動，又能合理描述洪水在漫溢區(qū)域的擴(kuò)散過程。在實(shí)際應(yīng)用中，對于平原區(qū)的主要河道采用一維模型進(jìn)行模擬，對于河道兩側(cè)的漫溢區(qū)域采用二維模型進(jìn)行模擬，然后通過耦合算法將兩者的計算結(jié)果進(jìn)行連接和協(xié)調(diào)。例如，在淮河平原地區(qū)的洪水模擬中，運(yùn)用一維-二維耦合的MIKEFLOOD模型，對淮河干流及其周邊的漫溢區(qū)域進(jìn)行了綜合模擬，取得了良好的模擬效果，為該地區(qū)的洪水風(fēng)險評估和防洪規(guī)劃提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。在利用水文水動力模型繪制平原區(qū)洪水風(fēng)險圖時，模型參數(shù)的率定和驗(yàn)證是確保模擬結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模型參數(shù)的率定需要根據(jù)研究區(qū)域的實(shí)測水文數(shù)據(jù)，如水位、流量、流速等，通過優(yōu)化算法對模型中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，使模型模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)達(dá)到最佳擬合。例如，在對長江中游某平原區(qū)的洪水模擬中，利用該地區(qū)多個水文站的實(shí)測水位和流量數(shù)據(jù)，對MIKEFLOOD模型的糙率、曼寧系數(shù)等參數(shù)進(jìn)行了精細(xì)率定，使模型模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)的誤差控制在可接受范圍內(nèi)。模型驗(yàn)證則是運(yùn)用獨(dú)立的實(shí)測數(shù)據(jù)對率定后的模型進(jìn)行檢驗(yàn)，評估模型的可靠性和準(zhǔn)確性。只有經(jīng)過驗(yàn)證的模型才能用于洪水風(fēng)險圖的繪制和分析。例如，在上述長江中游平原區(qū)的研究中，利用另一組不同時間段的實(shí)測水文數(shù)據(jù)對率定后的MIKEFLOOD模型進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明模型模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)具有較好的一致性，驗(yàn)證了模型的可靠性。將GIS技術(shù)與水文水動力模型相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，提高平原區(qū)洪水風(fēng)險圖的繪制精度和效率。在數(shù)據(jù)處理方面，GIS技術(shù)可以對水文水動力模型所需的地形、水系、土地利用等數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和整合，為模型提供準(zhǔn)確、完整的數(shù)據(jù)支持。例如，利用GIS的空間分析功能，從高分辨率的DEM數(shù)據(jù)中提取河道的中心線、斷面信息等，為一維水文水動力模型的構(gòu)建提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；將土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和編碼，轉(zhuǎn)化為適合二維水文水動力模型輸入的格式。在模擬結(jié)果可視化方面，GIS技術(shù)能夠?qū)⑺乃畡恿δＰ偷哪M結(jié)果以直觀、形象的地圖形式展示出來，方便用戶理解和分析。通過將洪水淹沒范圍、水深分布、流速大小等模擬結(jié)果與地形、水系、土地利用等地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，制作出不同類型的洪水風(fēng)險專題地圖。例如，利用GIS的制圖功能，制作出以不同顏色表示洪水淹沒深度的風(fēng)險圖，以及以等值線表示洪水流速的風(fēng)險圖，使決策者能夠一目了然地了解洪水風(fēng)險的空間分布情況。在洪水風(fēng)險圖的更新和動態(tài)監(jiān)測方面，GIS技術(shù)與水文水動力模型的結(jié)合也具有重要意義。通過實(shí)時獲取氣象、水文等監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用水文水動力模型對洪水進(jìn)行實(shí)時模擬，并將模擬結(jié)果及時更新到基于GIS的洪水風(fēng)險圖中，實(shí)現(xiàn)對洪水風(fēng)險的動態(tài)監(jiān)測和預(yù)警。例如，在嘉興市的杭嘉湖平原數(shù)字孿生水網(wǎng)建設(shè)中，通過接入實(shí)時的水位、雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用水文水動力模型進(jìn)行實(shí)時洪水模擬，并將模擬結(jié)果在基于GIS的洪水風(fēng)險圖上實(shí)時展示，為當(dāng)?shù)氐姆姥礇Q策提供了及時、準(zhǔn)確的支持。2.3平原區(qū)洪水風(fēng)險圖應(yīng)用案例分析2.3.1荊州地區(qū)案例荊州地區(qū)位于長江中游，地勢低平，水網(wǎng)發(fā)達(dá)，是典型的平原地區(qū)，長期面臨著洪水的嚴(yán)重威脅。過境洪水的侵襲與本地暴雨引發(fā)的澇災(zāi)時常交織發(fā)生，給當(dāng)?shù)氐娜嗣裆敭a(chǎn)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了巨大挑戰(zhàn)。為了更科學(xué)、有效地評估該地區(qū)的洪水風(fēng)險，相關(guān)研究人員在地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS8.1的有力支持下，展開了深入的研究與實(shí)踐。在構(gòu)建計算模型和評價方法時，研究人員充分考慮了多方面因素。在洪水來源方面，綜合考慮了過境洪水與本地澇災(zāi)的相互影響。荊州地區(qū)緊鄰長江，長江的過境洪水是該地區(qū)洪水災(zāi)害的重要來源之一。當(dāng)長江水位上漲，洪水漫溢時，會迅速淹沒周邊的低洼地區(qū)。同時，本地暴雨也容易導(dǎo)致內(nèi)澇，加劇洪水災(zāi)害的危害程度。例如，在2020年的洪水災(zāi)害中，長江水位持續(xù)超警戒，同時荊州地區(qū)遭遇了強(qiáng)降雨，本地的排水系統(tǒng)無法及時排除大量積水，導(dǎo)致城市內(nèi)澇嚴(yán)重，許多街道和居民區(qū)被淹沒，大量房屋受損，交通癱瘓。研究人員將承災(zāi)體的易損性納入考慮范圍，其中包括人口、交通線與經(jīng)濟(jì)等關(guān)鍵因素。荊州地區(qū)人口密集，是湖北省的重要經(jīng)濟(jì)區(qū)域之一。一旦發(fā)生洪水災(zāi)害，大量的人口需要轉(zhuǎn)移安置，如果轉(zhuǎn)移不及時，將面臨生命危險。交通線是城市的命脈，洪水對交通線的破壞會嚴(yán)重影響救援物資的運(yùn)輸和人員的疏散。經(jīng)濟(jì)方面，洪水會淹沒農(nóng)田、工廠和商業(yè)區(qū)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、工業(yè)停產(chǎn)和商業(yè)受損，對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大沖擊。抗災(zāi)能力也是評估洪水風(fēng)險的重要因素。抗災(zāi)能力包括防洪工程設(shè)施的建設(shè)情況、應(yīng)急救援能力、物資儲備等方面。荊州地區(qū)雖然建設(shè)了一定的防洪工程，如堤防、泵站等，但部分工程存在老化、損壞等問題，防洪能力有待提高。應(yīng)急救援能力方面，救援隊(duì)伍的數(shù)量、裝備水平和響應(yīng)速度等都會影響洪水災(zāi)害的應(yīng)對效果。研究人員以GRID模塊的地圖代數(shù)作為運(yùn)算手段，運(yùn)用層次分析法（AHP法）來確定各個因子的權(quán)重。通過這種方式，建立了一套科學(xué)、全面的評估平原地區(qū)洪災(zāi)風(fēng)險的計算模型和評價方法。運(yùn)用該模型和評價方法，研究人員對荊州地區(qū)的6個縣市進(jìn)行了詳細(xì)的洪災(zāi)風(fēng)險評估，并繪制出了高精度的洪水風(fēng)險圖。風(fēng)險圖直觀地展示了不同區(qū)域的洪水風(fēng)險程度，為當(dāng)?shù)氐姆篮闇p災(zāi)工作提供了重要的決策依據(jù)。在洪水風(fēng)險圖上，顏色較深的區(qū)域表示洪水風(fēng)險較高，這些區(qū)域通常是地勢低洼、靠近河道的地區(qū)，或者是人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的區(qū)域。顏色較淺的區(qū)域則表示洪水風(fēng)險相對較低。以監(jiān)利市為例，該市位于長江北岸，地勢低洼，河網(wǎng)密布，是洪水風(fēng)險較高的地區(qū)。從洪水風(fēng)險圖上可以清晰地看到，監(jiān)利市的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)靠近長江，這些區(qū)域在洪水來臨時容易受到長江過境洪水的侵襲，洪水淹沒的可能性較大，風(fēng)險等級較高。而一些遠(yuǎn)離長江、地勢相對較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，洪水風(fēng)險相對較低。洪水風(fēng)險圖在荊州地區(qū)的防洪減災(zāi)工作中發(fā)揮了重要作用。在洪水來臨前，相關(guān)部門可以根據(jù)風(fēng)險圖提前確定可能受災(zāi)的區(qū)域，及時發(fā)布預(yù)警信息，組織居民轉(zhuǎn)移，做好防洪物資的儲備和調(diào)配工作。在應(yīng)急救援過程中，救援人員可以依據(jù)風(fēng)險圖快速確定救援重點(diǎn)區(qū)域和最佳救援路線，提高救援效率，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。2.3.2嘉興市案例嘉興市地處杭嘉湖平原，河網(wǎng)密布，是典型的平原水網(wǎng)地區(qū)，極易受到洪水災(zāi)害的影響。近年來，隨著城市化進(jìn)程的加速和氣候變化的影響，嘉興市面臨的洪水風(fēng)險日益增大。為了提升水災(zāi)害防御能力，嘉興市積極探索數(shù)字化轉(zhuǎn)型，持續(xù)迭代杭嘉湖平原數(shù)字孿生水網(wǎng)，將洪水風(fēng)險圖與數(shù)字孿生技術(shù)深度融合，取得了顯著成效。嘉興市大力完善水網(wǎng)感知體系，為洪水風(fēng)險圖的繪制和應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。該市將杭嘉湖區(qū)域5350公里河道、102個圩外湖泊、1632片大小圩區(qū)、259座水閘、260座泵站等信息全面納入杭嘉湖平原數(shù)字孿生水網(wǎng)。通過先進(jìn)的傳感器技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)時采集水位、雨量、流量等水文數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對物理水網(wǎng)的“空、天、地、水”多維在線監(jiān)測。利用高精度的DEM數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感影像，嘉興市能夠精準(zhǔn)獲取地形地貌信息，為洪水模擬提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過對歷史洪水事件的分析和研究，建立了洪水水位與淹沒范圍的關(guān)系模型，從而能夠根據(jù)實(shí)時水位數(shù)據(jù)準(zhǔn)確預(yù)測洪水的淹沒范圍和深度。在歷史反演和風(fēng)險識別方面，嘉興市配套開發(fā)了洪水預(yù)報模型、水文水動力模型等，接入網(wǎng)格化降雨預(yù)報成果，輔助歷史典型降雨復(fù)盤分析，創(chuàng)新開展洪水演進(jìn)分析，精準(zhǔn)識別防汛排澇薄弱環(huán)節(jié)。以“煙花”臺風(fēng)降雨實(shí)況為例，嘉興市基于高精度數(shù)字孿生底板，在現(xiàn)狀條件下進(jìn)行歷史洪水反演，生成了詳細(xì)的洪水風(fēng)險圖和風(fēng)險識別表。通過洪水演進(jìn)分析，嘉興市準(zhǔn)確確定了洪水可能淹沒的區(qū)域和重點(diǎn)風(fēng)險部位。針對這些區(qū)域，制定了詳細(xì)的處置對策單，明確了相應(yīng)的應(yīng)對措施和責(zé)任主體。在2023年的防汛工作中，嘉興市累計出動檢查人員2537人次，根據(jù)洪水風(fēng)險圖排查出水利隱患36處，并及時完成整改29處，加緊落實(shí)度汛措施7處，有效降低了洪水災(zāi)害的風(fēng)險。在系統(tǒng)模擬和調(diào)度方案優(yōu)化方面，嘉興市依托數(shù)字化映射建立數(shù)字流場，實(shí)況模擬城防工程、南排工程等在多種組合運(yùn)用下行洪骨干河道洪峰出現(xiàn)時間、水位變化、圩區(qū)淹沒等情況。多部門聯(lián)合開展閘站群優(yōu)化調(diào)度，結(jié)合調(diào)度方案比選、歷史方案比較、專家經(jīng)驗(yàn)研判等手段，形成工程調(diào)度最終預(yù)案。在2023年汛期，嘉興市的數(shù)字孿生水網(wǎng)系統(tǒng)訪問量近8萬次，發(fā)布調(diào)令81次。在防御第11號臺風(fēng)“軒嵐諾”期間，“嘉興市水災(zāi)害防御決策調(diào)度一體化平臺”投入實(shí)戰(zhàn)，發(fā)揮了重要作用。平臺通過實(shí)時監(jiān)測和模擬分析，每6小時開展水位滾動預(yù)報，預(yù)測在多種工程不同組合調(diào)度下，可能會出現(xiàn)水位超警的站點(diǎn)及存在風(fēng)險的圩區(qū)、堤防等。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，平臺及時發(fā)布風(fēng)險預(yù)警信息，為防汛決策提供了科學(xué)依據(jù)。通過模擬不同的調(diào)度方案，嘉興市能夠提前評估各種方案的效果，選擇最優(yōu)的調(diào)度方案，最大限度地發(fā)揮水利工程的防洪作用。在應(yīng)對“軒嵐諾”臺風(fēng)時，平臺成功預(yù)測到平湖站水位將超警，并通過預(yù)演預(yù)案功能，模擬獨(dú)山樞紐開閘放水降低平湖水位的過程，推薦的調(diào)度方案被采納，有效降低了洪水風(fēng)險，保障了當(dāng)?shù)厝嗣竦纳敭a(chǎn)安全。2.4平原區(qū)洪水風(fēng)險圖應(yīng)用效果評估平原區(qū)洪水風(fēng)險圖在輔助決策、減少災(zāi)害損失等方面發(fā)揮著不可替代的重要作用，其應(yīng)用效果顯著，為防洪減災(zāi)工作提供了強(qiáng)有力的支持。在輔助決策方面，洪水風(fēng)險圖為政府部門制定科學(xué)合理的防洪減災(zāi)政策提供了關(guān)鍵依據(jù)。以荊州地區(qū)為例，通過對洪水風(fēng)險圖的分析，政府能夠清晰地了解不同區(qū)域的洪水風(fēng)險程度，從而在城市規(guī)劃和建設(shè)中，合理布局重要基礎(chǔ)設(shè)施和居民區(qū)。對于洪水風(fēng)險較高的區(qū)域，如靠近河道的低洼地帶，嚴(yán)格限制大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，避免在這些區(qū)域建設(shè)重要的工業(yè)設(shè)施和人口密集的住宅小區(qū)。在長江沿岸的某些鄉(xiāng)鎮(zhèn)，由于洪水風(fēng)險較高，政府在進(jìn)行土地利用規(guī)劃時，將這些區(qū)域劃定為生態(tài)保護(hù)區(qū)或蓄滯洪區(qū)，減少人類活動對自然生態(tài)的破壞，同時也降低了洪水災(zāi)害對人類社會的潛在威脅。在制定防洪工程規(guī)劃時，洪水風(fēng)險圖也具有重要的指導(dǎo)意義。通過風(fēng)險圖，決策者可以直觀地看到洪水的淹沒范圍和深度，以及洪水對不同區(qū)域的影響程度。這有助于確定防洪工程的建設(shè)位置、規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)。在荊州地區(qū)，根據(jù)洪水風(fēng)險圖的分析結(jié)果，政府加大了對長江堤防的加固力度，提高了堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)，有效抵御了洪水的侵襲。同時，在洪水風(fēng)險較高的區(qū)域，建設(shè)了更多的排澇泵站和排水管網(wǎng)，提高了區(qū)域的排水能力，減少了內(nèi)澇災(zāi)害的發(fā)生。在洪水災(zāi)害發(fā)生時，洪水風(fēng)險圖為應(yīng)急指揮和調(diào)度提供了實(shí)時的信息支持。應(yīng)急指揮中心可以根據(jù)風(fēng)險圖快速了解洪水的演進(jìn)趨勢和可能影響的區(qū)域，及時下達(dá)救援指令，合理調(diào)配救援力量。在2020年荊州地區(qū)的洪水災(zāi)害中，應(yīng)急指揮中心通過洪水風(fēng)險圖，準(zhǔn)確掌握了洪水的淹沒范圍和受災(zāi)群眾的分布情況，迅速組織救援隊(duì)伍前往受災(zāi)嚴(yán)重的區(qū)域，及時解救了被困群眾，大大提高了救援效率。在減少災(zāi)害損失方面，洪水風(fēng)險圖在災(zāi)害預(yù)警和人員轉(zhuǎn)移方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過洪水風(fēng)險圖，氣象部門和水利部門能夠更加準(zhǔn)確地發(fā)布洪水預(yù)警信息，提前告知居民可能面臨的洪水風(fēng)險，為居民的轉(zhuǎn)移和避險爭取寶貴的時間。在嘉興市，當(dāng)洪水預(yù)警發(fā)布后，相關(guān)部門根據(jù)洪水風(fēng)險圖，迅速確定了需要轉(zhuǎn)移的居民區(qū)域和人數(shù)，組織居民有序轉(zhuǎn)移。在“煙花”臺風(fēng)期間，嘉興市利用洪水風(fēng)險圖，提前轉(zhuǎn)移了大量居民，有效避免了人員傷亡。洪水風(fēng)險圖還為保險理賠提供了重要依據(jù)。在洪水災(zāi)害發(fā)生后，保險公司可以根據(jù)風(fēng)險圖確定受災(zāi)區(qū)域和損失程度，快速進(jìn)行理賠，幫助受災(zāi)群眾盡快恢復(fù)生產(chǎn)生活。在一些洪水災(zāi)害頻發(fā)的平原地區(qū)，保險公司將洪水風(fēng)險圖作為評估保險風(fēng)險和制定保險費(fèi)率的重要參考依據(jù)，合理調(diào)整保險費(fèi)率，確保保險業(yè)務(wù)的可持續(xù)發(fā)展。平原區(qū)洪水風(fēng)險圖的應(yīng)用，顯著提高了防洪減災(zāi)工作的科學(xué)性和有效性，為保障人民生命財產(chǎn)安全和社會經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。然而，洪水風(fēng)險圖的應(yīng)用仍存在一些不足之處，如部分地區(qū)風(fēng)險圖的更新不及時，導(dǎo)致信息與實(shí)際情況存在偏差；不同部門之間對風(fēng)險圖的應(yīng)用和理解存在差異，影響了協(xié)同工作的效率等。未來，需要進(jìn)一步加強(qiáng)洪水風(fēng)險圖的更新和維護(hù)，提高其時效性和準(zhǔn)確性；加強(qiáng)部門之間的溝通與協(xié)作，提高風(fēng)險圖的應(yīng)用水平，充分發(fā)揮其在防洪減災(zāi)中的作用。三、山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖研究3.1山丘區(qū)洪水特征與風(fēng)險分析山丘區(qū)洪水具有一系列與平原區(qū)洪水截然不同的顯著特征。山丘區(qū)地形起伏大，河流落差明顯，水流在重力作用下迅速匯集，導(dǎo)致洪水匯流速度極快。當(dāng)暴雨發(fā)生時，短時間內(nèi)大量雨水迅速轉(zhuǎn)化為地表徑流，沿著陡峭的山坡和狹窄的河谷奔騰而下，使得洪峰流量迅速增大。據(jù)統(tǒng)計，在四川雅安的部分山丘區(qū)，當(dāng)遭遇強(qiáng)降雨時，洪水的匯流速度可達(dá)每小時數(shù)公里，洪峰流量在短短數(shù)小時內(nèi)即可達(dá)到峰值。山丘區(qū)洪水的歷時相對較短，這主要是因?yàn)樯角饏^(qū)地形坡度大，水流不易停滯，洪水能夠快速通過流域，難以長時間積聚。例如，在湖南張家界的山丘區(qū)，一場暴雨引發(fā)的洪水過程通常在1-2天內(nèi)就會結(jié)束，與平原區(qū)洪水持續(xù)數(shù)天甚至數(shù)周的情況形成鮮明對比。洪水的陡漲陡落也是山丘區(qū)洪水的典型特點(diǎn)。由于匯流速度快，洪水在短時間內(nèi)迅速上漲，形成高聳的洪峰；而當(dāng)降雨停止后，洪水又會迅速消退，水位急劇下降。這種快速的水位變化對河道兩岸的基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)環(huán)境造成了極大的沖擊。在2020年貴州遵義的山丘區(qū)洪水災(zāi)害中，某條河流的水位在短短3小時內(nèi)就上漲了5米多，隨后又在幾小時內(nèi)迅速回落，導(dǎo)致河岸上的許多房屋和農(nóng)田被沖毀。山丘區(qū)洪水的沖擊力巨大，破壞力極強(qiáng)?？焖倭鲃拥暮樗?dāng)y帶大量泥沙、石塊等物質(zhì)，形成強(qiáng)大的沖擊力，對沿途的建筑物、橋梁、道路等基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重破壞。洪水還可能引發(fā)山體滑坡、泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害，進(jìn)一步加劇災(zāi)害的危害程度。在2017年四川九寨溝的地震后，由于山體松動，強(qiáng)降雨引發(fā)了大規(guī)模的泥石流災(zāi)害，泥石流裹挾著大量的石塊和泥土，沖毀了道路、橋梁和房屋，造成了重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。山丘區(qū)洪水風(fēng)險的形成是多種因素共同作用的結(jié)果。地形地貌是影響山丘區(qū)洪水風(fēng)險的關(guān)鍵因素之一。地勢陡峭、河谷狹窄的地區(qū)，洪水匯流速度快，水位上漲迅速，容易引發(fā)洪水災(zāi)害。山區(qū)的地形復(fù)雜，局部地形變化大，使得洪水的流動路徑和淹沒范圍難以準(zhǔn)確預(yù)測。在重慶的一些山區(qū)，由于地形起伏大，山谷縱橫，洪水在流動過程中容易受到地形的阻擋和約束，形成局部的壅水和漫溢，增加了洪水災(zāi)害的風(fēng)險。氣象條件對山丘區(qū)洪水風(fēng)險也有著重要影響。暴雨是引發(fā)山丘區(qū)洪水的主要原因，暴雨的強(qiáng)度、持續(xù)時間和空間分布直接決定了洪水的規(guī)模和危害程度。短時間內(nèi)的高強(qiáng)度降雨，如小時降雨量超過50毫米甚至更高，容易導(dǎo)致山洪暴發(fā)。降雨的空間分布不均勻，局部地區(qū)集中降雨，也會使該地區(qū)面臨更大的洪水風(fēng)險。在2021年河南鄭州的“7?20”特大暴雨中，鄭州西部地區(qū)的山丘區(qū)降雨量極為集中，短時間內(nèi)降雨量超過了當(dāng)?shù)氐呐潘芰?，引發(fā)了嚴(yán)重的山洪災(zāi)害。地質(zhì)條件同樣對山丘區(qū)洪水風(fēng)險產(chǎn)生重要影響。巖石破碎、土壤疏松的地區(qū)，在洪水的沖刷下容易發(fā)生山體滑坡和泥石流等次生災(zāi)害。地震、采礦等活動導(dǎo)致的地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞，也會增加山丘區(qū)洪水的風(fēng)險。在一些曾經(jīng)發(fā)生過地震的山區(qū)，由于山體巖石破碎，土壤穩(wěn)定性差，在洪水來臨時，山體滑坡和泥石流的發(fā)生概率大大增加。人類活動對山丘區(qū)洪水風(fēng)險的影響日益顯著。不合理的土地開發(fā)，如在山坡上過度開墾、修建房屋等，破壞了地表植被，降低了土壤的抗侵蝕能力，增加了水土流失，從而加劇了洪水災(zāi)害的危害程度。在山區(qū)的一些地方，為了獲取更多的耕地，人們砍伐森林，開墾山坡，導(dǎo)致植被覆蓋率下降，一旦遭遇暴雨，地表徑流迅速增加，洪水的破壞力增強(qiáng)。在山丘區(qū)洪水風(fēng)險分析中，需要綜合考慮多個因素。洪水淹沒范圍和水深是評估洪水風(fēng)險的重要指標(biāo)，它們直接關(guān)系到洪水對人類生命財產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的影響程度。在一些山丘區(qū)，當(dāng)洪水發(fā)生時，由于地形復(fù)雜，淹沒范圍和水深的變化較大，需要通過詳細(xì)的地形分析和洪水模擬來準(zhǔn)確確定。洪水的流速和流量也是關(guān)鍵因素，它們決定了洪水的沖擊力和破壞力。流速越快、流量越大，洪水對建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施的破壞能力就越強(qiáng)。在河流的彎道和狹窄地段，洪水流速會顯著增加，對河岸的沖刷作用加劇，容易導(dǎo)致河岸坍塌。山體滑坡、泥石流等次生災(zāi)害的風(fēng)險也是山丘區(qū)洪水風(fēng)險分析中不可忽視的部分。這些次生災(zāi)害往往與洪水相互作用，形成連鎖反應(yīng)，進(jìn)一步擴(kuò)大災(zāi)害的范圍和損失。在進(jìn)行洪水風(fēng)險分析時，需要對山體的穩(wěn)定性、土壤的物理性質(zhì)等進(jìn)行評估，預(yù)測次生災(zāi)害發(fā)生的可能性和影響范圍。常用的山丘區(qū)洪水風(fēng)險分析方法包括水文模型法、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的方法等。水文模型法通過建立水文模型，如分布式水文模型，考慮地形、土壤、植被等因素對洪水產(chǎn)匯流的影響，模擬洪水的發(fā)生發(fā)展過程。在某山丘區(qū)的洪水風(fēng)險分析中，采用SWAT分布式水文模型，結(jié)合該地區(qū)的地形、土壤和植被數(shù)據(jù)，對不同降雨條件下的洪水過程進(jìn)行了模擬，準(zhǔn)確預(yù)測了洪水的流量和水位變化。GIS技術(shù)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的方法則利用GIS強(qiáng)大的空間分析能力，將地形、水系、土地利用等地理空間數(shù)據(jù)與洪水風(fēng)險評估模型相結(jié)合，直觀地展示洪水風(fēng)險的空間分布。通過建立數(shù)字高程模型（DEM），可以準(zhǔn)確分析地形對洪水的影響；利用GIS的空間分析功能，如緩沖區(qū)分析、疊加分析等，可以確定洪水可能影響的區(qū)域和風(fēng)險程度。3.2山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖繪制方法山丘區(qū)地形復(fù)雜，洪水特性獨(dú)特，其洪水風(fēng)險圖的繪制方法需要充分考慮這些特點(diǎn)，以確保風(fēng)險圖能夠準(zhǔn)確反映洪水風(fēng)險狀況。目前，山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖的繪制主要采用水文學(xué)法、水力學(xué)法以及結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)和相關(guān)模型的綜合方法。水文學(xué)法是山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖繪制的常用方法之一，主要基于流域的降雨、徑流等水文數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算。該方法通過建立流域水文模型，模擬降雨產(chǎn)生徑流的過程，進(jìn)而推算洪水的洪峰流量、洪水總量等關(guān)鍵參數(shù)。在山丘區(qū)，由于地形起伏大，降雨分布不均勻，常用的分布式水文模型能夠較好地考慮這些因素，提高洪水模擬的精度。例如，SWAT（SoilandWaterAssessmentTool）模型是一種廣泛應(yīng)用的分布式水文模型，它能夠綜合考慮地形、土壤、植被、土地利用等因素對水文過程的影響。在某山丘區(qū)的洪水風(fēng)險圖繪制中，運(yùn)用SWAT模型，結(jié)合該地區(qū)的數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地劃分了不同的子流域和水文響應(yīng)單元，模擬了不同降雨條件下各子流域的產(chǎn)流和匯流過程，得到了較為準(zhǔn)確的洪水流量過程線。利用水文學(xué)法繪制洪水風(fēng)險圖時，需要收集大量的歷史水文數(shù)據(jù)，包括降雨、徑流、水位等，以便對模型進(jìn)行參數(shù)率定和驗(yàn)證。通過對歷史洪水事件的分析，確定不同頻率洪水的設(shè)計參數(shù)，如設(shè)計洪峰流量、設(shè)計洪水總量等。根據(jù)這些設(shè)計參數(shù)，結(jié)合地形數(shù)據(jù)，推算出洪水可能淹沒的范圍和水深。在實(shí)際應(yīng)用中，水文學(xué)法適用于資料相對缺乏、地形復(fù)雜的山丘區(qū)，能夠快速估算洪水風(fēng)險，但對于洪水的詳細(xì)演進(jìn)過程和局部地區(qū)的洪水特性模擬能力相對較弱。水力學(xué)法從水流運(yùn)動的基本原理出發(fā)，通過求解水流運(yùn)動方程，模擬洪水在河道和流域內(nèi)的流動過程，能夠更準(zhǔn)確地描述洪水的流速、流向、水位變化等信息。在山丘區(qū)，由于河道形態(tài)復(fù)雜，水流受地形影響較大，常用的二維水動力模型能夠較好地模擬這種復(fù)雜的水流運(yùn)動。例如，基于有限體積法的二維淺水方程模型，能夠考慮河道的糙率、坡度、彎道等因素對水流的影響，通過對二維平面上的網(wǎng)格進(jìn)行離散化處理，求解水流運(yùn)動方程，得到洪水在平面上的流速和水位分布。在繪制山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖時，運(yùn)用水力學(xué)法首先需要對研究區(qū)域進(jìn)行地形數(shù)字化處理，建立高精度的DEM模型，準(zhǔn)確獲取地形的高程信息。根據(jù)河道的實(shí)測數(shù)據(jù)，確定河道的糙率、斷面形狀等參數(shù)。將這些地形和河道參數(shù)輸入到水動力模型中，設(shè)置合適的邊界條件和初始條件，進(jìn)行洪水模擬計算。通過模擬，可以得到不同時刻洪水在山丘區(qū)的流速、流向和水位變化情況，進(jìn)而確定洪水的淹沒范圍和水深分布。水力學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)是能夠詳細(xì)模擬洪水的演進(jìn)過程，準(zhǔn)確反映洪水的流速、流向等信息，對于評估洪水對建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施的破壞作用具有重要意義。但該方法對數(shù)據(jù)的要求較高，計算過程復(fù)雜，計算量較大，需要具備較強(qiáng)的計算能力和專業(yè)知識。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖繪制中發(fā)揮著重要的支持作用。GIS具有強(qiáng)大的空間分析能力和數(shù)據(jù)管理能力，能夠?qū)⒌匦巍⑺?、土地利用等多種地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析。在洪水風(fēng)險圖繪制過程中，利用GIS技術(shù)可以從DEM數(shù)據(jù)中提取流域的地形特征，如坡度、坡向、流域邊界等，這些地形特征對于洪水的產(chǎn)匯流和演進(jìn)具有重要影響。通過對水系數(shù)據(jù)的分析，可以確定河道的位置、走向和水系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為洪水模擬提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。結(jié)合GIS技術(shù)和相關(guān)模型，可以實(shí)現(xiàn)山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖的可視化表達(dá)和分析。將洪水模擬結(jié)果，如淹沒范圍、水深、流速等數(shù)據(jù)，與地形、水系、土地利用等地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，能夠直觀地展示洪水風(fēng)險的空間分布情況。利用GIS的制圖功能，可以制作出不同類型的洪水風(fēng)險專題地圖，如洪水淹沒范圍圖、洪水水深分布圖、洪水流速分布圖等，使決策者和公眾能夠更加直觀地了解洪水風(fēng)險狀況。在實(shí)際繪制山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖時，通常將水文學(xué)法、水力學(xué)法和GIS技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。首先利用水文學(xué)法估算洪水的洪峰流量和洪水總量等參數(shù)，為水力學(xué)模型提供初始條件和邊界條件。然后運(yùn)用水力學(xué)法對洪水在山丘區(qū)的演進(jìn)過程進(jìn)行詳細(xì)模擬，得到準(zhǔn)確的洪水流速、流向和水位分布。最后，利用GIS技術(shù)對模擬結(jié)果進(jìn)行可視化處理和分析，繪制出高精度的洪水風(fēng)險圖。以某山丘區(qū)的實(shí)際案例為例，研究人員首先收集了該地區(qū)的歷史水文數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、水系數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)等。運(yùn)用SWAT模型進(jìn)行水文分析，得到不同頻率洪水的設(shè)計流量過程線。然后，將這些設(shè)計流量作為邊界條件，輸入到基于有限體積法的二維淺水方程模型中，對洪水在山丘區(qū)的演進(jìn)過程進(jìn)行模擬。通過模擬，得到了洪水在不同時刻的流速、流向和水位分布情況。最后，利用GIS技術(shù)，將模擬結(jié)果與地形、水系、土地利用等數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，繪制出了該山丘區(qū)的洪水風(fēng)險圖，清晰地展示了洪水可能淹沒的范圍、水深分布以及不同區(qū)域的洪水風(fēng)險程度。3.3山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖應(yīng)用案例分析3.3.1廣東省案例廣東省地形復(fù)雜，山丘區(qū)分布廣泛，中小河流眾多，洪水災(zāi)害頻發(fā)。為了有效應(yīng)對洪水災(zāi)害，提升防洪減災(zāi)能力，廣東省積極開展山丘區(qū)中小河流洪水淹沒圖編制工作，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了顯著成效。廣東省水利水電科學(xué)研究院承擔(dān)了全省山丘區(qū)中小河流洪水淹沒圖編制任務(wù)。在編制過程中，課題組全面系統(tǒng)地收集、梳理基礎(chǔ)資料，補(bǔ)測缺漏的河道地形數(shù)據(jù)，累計補(bǔ)測約3350千米的河道地形，為準(zhǔn)確模擬洪水淹沒范圍提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支持。通過開展全流域中小河流洪痕調(diào)查，調(diào)查并測量了700余個河道歷史洪痕點(diǎn)，這些洪痕點(diǎn)的數(shù)據(jù)對于確定洪水的水位和淹沒范圍具有重要的參考價值。課題組因地制宜地建立了一維、二維水動力數(shù)學(xué)模型開展洪水分析。對于河道較為規(guī)則、水流相對簡單的河段，采用一維水動力模型進(jìn)行模擬，能夠快速準(zhǔn)確地計算洪水在河道內(nèi)的水位和流量變化。而對于河道彎曲、地形復(fù)雜的區(qū)域，以及洪水漫溢的區(qū)域，則采用二維水動力模型，充分考慮地形、水流阻力等因素，精確模擬洪水的平面擴(kuò)散和淹沒過程。在對潖二河的洪水淹沒模擬中，課題組利用ArcGIS將實(shí)測河道嵌入研究區(qū)域數(shù)字高程模型（DEM），有效解決了地形失真問題，提高了模擬的精度。通過ArcGIS快速提取河道斷面，為Mike11模型提供準(zhǔn)確的輸入數(shù)據(jù)，采用Mike11計算出設(shè)計洪水水面線?；谠O(shè)計洪水水面線數(shù)據(jù)，運(yùn)用ArcGIS構(gòu)建洪水水面高程模型，最終與研究區(qū)域地面高程模型通過柵格計算得到淹沒范圍和水深。該方法具有效率高、精度可控等特點(diǎn)，為全省山丘區(qū)中小河流洪水淹沒圖編制提供了參考。通過一系列的工作，課題組繪制了大量的洪水淹沒圖，形成相關(guān)成果報告7套，附圖冊6冊，包括洪水淹沒圖近250幅，淹沒水深圖近1200幅。這些成果已匯集至廣東省水旱災(zāi)害風(fēng)險普查成果可視化管理平臺，可供省級及所涉19個地市開展中小河流洪水防御工作查閱使用。廣東省山丘區(qū)中小河流洪水淹沒圖編制成果在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。在今年水利防汛防臺風(fēng)應(yīng)急響應(yīng)（“泰利”“杜蘇芮”“蘇拉”“?？保┲校摮晒麖V泛應(yīng)用于中小河流洪水淹沒風(fēng)險研判。在“杜蘇芮”臺風(fēng)影響期間，相關(guān)部門根據(jù)洪水淹沒圖，提前確定了可能受災(zāi)的區(qū)域，及時發(fā)布預(yù)警信息，組織群眾轉(zhuǎn)移，有效減少了人員傷亡和財產(chǎn)損失。洪水淹沒圖為洪水防御關(guān)口前移和水利防洪決策提供了重要技術(shù)支撐，助力相關(guān)部門提前做出防御部署，科學(xué)調(diào)度水利工程，合理安排人員轉(zhuǎn)移，提高了防洪減災(zāi)的效率和效果。該成果還為中小河流“四預(yù)”（預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案）和數(shù)字孿生流域建設(shè)提供了有力支持。在防御洪水方案預(yù)案編制、防洪演練等工作中，洪水淹沒圖為相關(guān)部門提供了準(zhǔn)確的洪水風(fēng)險信息，幫助其制定更加科學(xué)合理的方案和預(yù)案。在數(shù)字孿生流域建設(shè)方面，洪水淹沒圖形成的河道地形相關(guān)數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型、承災(zāi)體統(tǒng)計等成果，為構(gòu)建數(shù)字孿生流域提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和模型支撐，有助于實(shí)現(xiàn)中小河流洪水的智能化防御。3.3.2棗莊市案例棗莊市地處山東省南部，位于山丘區(qū)，地形復(fù)雜，中小河流眾多。近年來，受氣候變化等因素影響，該地區(qū)洪水災(zāi)害頻繁發(fā)生，給當(dāng)?shù)厝嗣裆敭a(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重威脅。為了深入了解棗莊市山丘區(qū)中小河流的洪水淹沒情況及風(fēng)險程度，相關(guān)研究人員采用先進(jìn)的技術(shù)手段，對該地區(qū)中小河流的洪水淹沒情況進(jìn)行模擬，并對其風(fēng)險進(jìn)行分析。研究人員以棗莊市山丘區(qū)為研究對象，選取具有代表性的中小河流作為研究樣本。在研究方法上，綜合運(yùn)用遙感技術(shù)、GIS分析、水文模型等多種技術(shù)手段，并結(jié)合歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，全面深入地開展研究。在洪水淹沒模擬方面，研究人員根據(jù)棗莊市山丘區(qū)的地形、地貌、水文等特征，建立了中小河流洪水淹沒模型。該模型充分考慮了河流的水位、流速、流量等關(guān)鍵參數(shù)，以及地形、植被、土壤等影響因素。通過對不同等級洪水的模擬，得出了不同等級洪水情況下棗莊市山丘區(qū)中小河流的洪水淹沒范圍、水深等信息。模擬結(jié)果表明，隨著洪水等級的升高，淹沒范圍和水深逐漸增大。在一次模擬百年一遇洪水的情景中，洪水淹沒范圍較常遇洪水?dāng)U大了數(shù)倍，水深也明顯增加，部分低洼地區(qū)的水深超過了3米。在風(fēng)險分析方面，研究人員根據(jù)模擬結(jié)果和歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)，對棗莊市山丘區(qū)中小河流的洪水風(fēng)險進(jìn)行評估。評估指標(biāo)涵蓋洪水頻率、淹沒深度、淹沒范圍、受災(zāi)人口等多個方面。結(jié)果顯示，該地區(qū)中小河流的洪水風(fēng)險較高，特別是部分山區(qū)和低洼地帶。山區(qū)由于地形陡峭，洪水匯流速度快，一旦發(fā)生洪水，沖擊力巨大，容易對山體和河岸造成破壞，引發(fā)山體滑坡等次生災(zāi)害。低洼地帶則容易積水，洪水淹沒時間長，對農(nóng)作物和房屋的破壞嚴(yán)重。研究人員通過對影響洪水風(fēng)險的因素進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)地形、氣候、土地利用類型等因素對洪水風(fēng)險具有重要影響。地形是影響洪水風(fēng)險的主要因素，山區(qū)河流的洪水風(fēng)險相對較高。山區(qū)地勢起伏大，河流落差明顯，水流速度快，洪水在短時間內(nèi)就能形成較大的洪峰，對下游地區(qū)造成威脅。氣候因素如降雨強(qiáng)度、持續(xù)時間等也會對洪水風(fēng)險產(chǎn)生影響。短時間內(nèi)的高強(qiáng)度降雨，如小時降雨量超過50毫米，容易引發(fā)山洪暴發(fā)。土地利用類型則會影響地表的滲透性和徑流速度等。例如，城市化進(jìn)程導(dǎo)致大量的不透水地面增加，減少了雨水的下滲，使得地表徑流迅速增加，加大了城市排水系統(tǒng)的壓力，容易引發(fā)城市內(nèi)澇。針對棗莊市山丘區(qū)中小河流的洪水風(fēng)險，研究人員提出了一系列應(yīng)對措施與建議。在監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)方面，加強(qiáng)洪水監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)，及時掌握洪水情況，為防洪減災(zāi)提供支持。通過建立多個雨量站和水位站，實(shí)時監(jiān)測降雨和水位變化，利用先進(jìn)的通信技術(shù)，及時將洪水預(yù)警信息傳遞給相關(guān)部門和居民。在防洪工程建設(shè)方面，對易受洪水威脅的地區(qū)進(jìn)行加固改造，提高防洪能力。對河道進(jìn)行清淤疏浚，拓寬河道斷面，提高河道的行洪能力；加固河岸堤防，提高堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)。在應(yīng)急救援能力建設(shè)方面，建立健全的應(yīng)急救援體系，提高救援效率和能力。組建專業(yè)的救援隊(duì)伍，配備先進(jìn)的救援設(shè)備，定期進(jìn)行救援演練，提高應(yīng)對洪水災(zāi)害的能力。在宣傳教育方面，加強(qiáng)公眾對洪水的認(rèn)識和防范意識，通過開展宣傳活動、發(fā)放宣傳資料等方式，向公眾普及洪水災(zāi)害的危害和防范知識，提高公眾的自我保護(hù)能力。3.4山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖應(yīng)用效果評估山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖在防災(zāi)減災(zāi)和支撐數(shù)字孿生流域建設(shè)等方面發(fā)揮著重要作用，其應(yīng)用效果顯著，為保障山丘區(qū)人民生命財產(chǎn)安全和推動流域可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。在防災(zāi)減災(zāi)方面，山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖為災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)提供了關(guān)鍵依據(jù)。以廣東省在應(yīng)對“杜蘇芮”臺風(fēng)期間的實(shí)踐為例，通過洪水風(fēng)險圖，相關(guān)部門能夠提前精準(zhǔn)確定中小河流洪水可能淹沒的區(qū)域和風(fēng)險程度，及時發(fā)布預(yù)警信息，組織群眾轉(zhuǎn)移。在“杜蘇芮”臺風(fēng)影響期間，廣東省依據(jù)洪水風(fēng)險圖，提前對可能受災(zāi)的區(qū)域發(fā)布了預(yù)警，及時組織了大量群眾轉(zhuǎn)移，有效避免了人員傷亡。洪水風(fēng)險圖還為救援行動提供了重要指導(dǎo)，救援人員可以根據(jù)風(fēng)險圖規(guī)劃最佳救援路線，快速抵達(dá)受災(zāi)區(qū)域，提高救援效率，減少災(zāi)害損失。在防洪工程規(guī)劃與建設(shè)中，洪水風(fēng)險圖具有重要的指導(dǎo)意義。通過對風(fēng)險圖的分析，能夠明確山丘區(qū)不同區(qū)域的洪水風(fēng)險程度，從而合理確定防洪工程的布局和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。對于洪水風(fēng)險較高的區(qū)域，如河道狹窄、地勢低洼且人口密集的地段，加大防洪工程的建設(shè)力度，提高堤防的高度和堅(jiān)固程度，增設(shè)排澇設(shè)施，增強(qiáng)區(qū)域的防洪能力。在棗莊市山丘區(qū)，根據(jù)洪水風(fēng)險圖的分析結(jié)果，對部分易受洪水威脅的中小河流進(jìn)行了河道拓寬和堤防加固工程，有效提高了這些河流的防洪標(biāo)準(zhǔn)，降低了洪水災(zāi)害的風(fēng)險。在支撐數(shù)字孿生流域建設(shè)方面，山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖為數(shù)字孿生流域提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和模型支撐。廣東省在數(shù)字孿生流域建設(shè)中，充分利用洪水風(fēng)險圖形成的河道地形相關(guān)數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型、承災(zāi)體統(tǒng)計等成果，構(gòu)建了高精度的數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)了對中小河流洪水的實(shí)時監(jiān)測、模擬和分析。通過數(shù)字孿生模型，能夠直觀地展示洪水在山丘區(qū)的演進(jìn)過程，預(yù)測洪水的發(fā)展趨勢，為流域的防洪決策提供更加科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)。洪水風(fēng)險圖還為流域的水資源管理和生態(tài)保護(hù)提供了決策支持。通過對洪水風(fēng)險的分析，合理規(guī)劃流域的土地利用，避免在高風(fēng)險區(qū)域進(jìn)行過度開發(fā)，保護(hù)流域的生態(tài)環(huán)境。在一些山丘區(qū)，根據(jù)洪水風(fēng)險圖，將部分高風(fēng)險區(qū)域劃定為生態(tài)保護(hù)區(qū)，限制人類活動，減少對自然生態(tài)的破壞，同時也降低了洪水災(zāi)害的風(fēng)險。然而，山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖的應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)的時效性和準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步提高，部分地區(qū)的數(shù)據(jù)更新不及時，導(dǎo)致風(fēng)險圖與實(shí)際情況存在偏差。模型的精度和可靠性也需要不斷提升，以更好地適應(yīng)山丘區(qū)復(fù)雜的地形和洪水特性。此外，洪水風(fēng)險圖在不同部門之間的共享和協(xié)同應(yīng)用還存在不足，需要加強(qiáng)部門之間的溝通與協(xié)作，提高風(fēng)險圖的應(yīng)用效率。未來，應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)研究和應(yīng)用，不斷完善山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖，充分發(fā)揮其在防災(zāi)減災(zāi)和數(shù)字孿生流域建設(shè)中的作用。四、平原區(qū)與山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖對比研究4.1繪制方法對比平原區(qū)與山丘區(qū)由于地形地貌、水文條件等存在顯著差異，其洪水風(fēng)險圖的繪制方法也各有特點(diǎn)。在平原區(qū)，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與水文水動力模型的結(jié)合是繪制洪水風(fēng)險圖的常用且有效的方法。以長江中下游平原地區(qū)為例，該地區(qū)地勢平坦，河網(wǎng)密布，水流相對平緩。在繪制洪水風(fēng)險圖時，利用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理和空間分析能力，整合高精度的數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)、河流水系數(shù)據(jù)以及土地利用數(shù)據(jù)等多源信息。通過對這些數(shù)據(jù)的疊加分析，能夠清晰地展現(xiàn)平原區(qū)的地形特征、水系分布以及不同土地利用類型與洪水風(fēng)險的關(guān)系。在鄱陽湖周邊的平原區(qū)域，借助GIS技術(shù)，將DEM數(shù)據(jù)與洪水淹沒范圍數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，直觀地呈現(xiàn)出洪水在不同地形條件下的淹沒范圍和深度變化，為洪水風(fēng)險評估提供了直觀依據(jù)。水文水動力模型在平原區(qū)洪水風(fēng)險圖繪制中起著核心作用，常用的模型如MIKEFLOOD模型，它能夠充分考慮平原河網(wǎng)復(fù)雜的水流運(yùn)動特性。該模型基于水動力學(xué)原理，通過求解圣維南方程組，對河道糙率、水位流量關(guān)系等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行精細(xì)率定，從而準(zhǔn)確模擬洪水在平原區(qū)的演進(jìn)過程。在淮河平原地區(qū)，利用MIKEFLOOD模型，結(jié)合該地區(qū)多年的水文觀測資料和地形數(shù)據(jù)，對不同頻率洪水的淹沒情況進(jìn)行了模擬，準(zhǔn)確預(yù)測了洪水的淹沒范圍和水深分布，為該地區(qū)的防洪減災(zāi)決策提供了科學(xué)依據(jù)。山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖的繪制方法則與平原區(qū)有所不同。山丘區(qū)地形起伏大，河流落差明顯，洪水匯流速度快，且容易引發(fā)山體滑坡、泥石流等次生災(zāi)害，因此需要采用更能適應(yīng)復(fù)雜地形和快速洪水過程的方法。水文學(xué)法是山丘區(qū)常用的繪制方法之一，分布式水文模型如SWAT模型在其中發(fā)揮著重要作用。該模型能夠綜合考慮山丘區(qū)地形、土壤、植被、土地利用等多種因素對水文過程的影響，通過對降雨產(chǎn)流和匯流過程的模擬，推算洪水的洪峰流量、洪水總量等關(guān)鍵參數(shù)。在四川某山丘區(qū)，運(yùn)用SWAT模型，結(jié)合該地區(qū)的DEM數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)，對不同降雨條件下的洪水過程進(jìn)行了模擬，準(zhǔn)確預(yù)測了洪水的流量變化，為洪水風(fēng)險圖的繪制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。水力學(xué)法在山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖繪制中也具有重要地位，二維水動力模型常用于模擬山丘區(qū)洪水的演進(jìn)過程?；谟邢摅w積法的二維淺水方程模型，能夠充分考慮河道的糙率、坡度、彎道等復(fù)雜地形因素對水流的影響。通過對二維平面上的網(wǎng)格進(jìn)行離散化處理，求解水流運(yùn)動方程，得到洪水在平面上的流速和水位分布。在云南某山丘區(qū)，運(yùn)用二維淺水方程模型對一場暴雨引發(fā)的洪水進(jìn)行模擬，準(zhǔn)確地展示了洪水在復(fù)雜地形條件下的流速、流向和水位變化情況，為評估洪水對該地區(qū)的影響提供了詳細(xì)信息。平原區(qū)洪水風(fēng)險圖繪制方法更側(cè)重于對大面積、緩流洪水的模擬和分析，強(qiáng)調(diào)對洪水淹沒范圍和水深的準(zhǔn)確預(yù)測，以應(yīng)對平原區(qū)洪水淹沒范圍廣、持續(xù)時間長的特點(diǎn)；而山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖繪制方法則更注重對復(fù)雜地形條件下快速洪水過程的模擬，以及對次生災(zāi)害風(fēng)險的評估，以適應(yīng)山丘區(qū)洪水陡漲陡落、破壞力大的特性。兩種地形區(qū)域的繪制方法各有其適用條件，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的地形地貌、水文條件和數(shù)據(jù)資料情況，選擇合適的繪制方法，以確保洪水風(fēng)險圖能夠準(zhǔn)確反映不同區(qū)域的洪水風(fēng)險狀況。4.2應(yīng)用場景對比平原區(qū)和山丘區(qū)的洪水風(fēng)險圖在應(yīng)用場景上存在明顯差異，這主要是由兩者不同的地形地貌、洪水特性以及社會經(jīng)濟(jì)狀況所決定的。在平原區(qū)，洪水風(fēng)險圖在城市規(guī)劃與防洪工程建設(shè)方面具有重要應(yīng)用。平原區(qū)地勢平坦，人口密集，城市和工業(yè)布局集中。洪水風(fēng)險圖能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃提供關(guān)鍵的參考依據(jù)，幫助決策者合理布局城市功能區(qū)，避免在洪水高風(fēng)險區(qū)域建設(shè)重要基礎(chǔ)設(shè)施和人口密集的居民區(qū)。在長江中下游平原的一些城市，通過洪水風(fēng)險圖的分析，將一些對洪水較為敏感的區(qū)域，如醫(yī)院、學(xué)校、政府機(jī)關(guān)等，規(guī)劃在地勢較高、洪水風(fēng)險較低的地段，提高了城市在洪水災(zāi)害中的安全性。在防洪工程建設(shè)方面，洪水風(fēng)險圖可以指導(dǎo)防洪工程的規(guī)劃和設(shè)計。通過風(fēng)險圖，能夠清晰地了解洪水的淹沒范圍、水深和流速等信息，從而確定防洪堤的高度、加固位置以及排澇設(shè)施的布局。在淮河平原地區(qū)，根據(jù)洪水風(fēng)險圖的分析結(jié)果，對部分防洪堤進(jìn)行了加高加固，增設(shè)了排澇泵站，有效提高了該地區(qū)的防洪能力。洪水風(fēng)險圖在平原區(qū)的災(zāi)害預(yù)警與應(yīng)急救援中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。平原區(qū)河網(wǎng)密布，洪水傳播速度相對較慢，這使得洪水預(yù)警有一定的提前量。洪水風(fēng)險圖能夠幫助氣象和水利部門更準(zhǔn)確地發(fā)布洪水預(yù)警信息，明確可能受災(zāi)的區(qū)域和程度，為居民的轉(zhuǎn)移和避險爭取更多時間。在嘉興市的洪水災(zāi)害應(yīng)對中，相關(guān)部門依據(jù)洪水風(fēng)險圖，提前確定了需要轉(zhuǎn)移的居民區(qū)域和人數(shù)，組織居民有序轉(zhuǎn)移，有效避免了人員傷亡。在應(yīng)急救援過程中，洪水風(fēng)險圖為救援隊(duì)伍提供了詳細(xì)的信息，幫助他們規(guī)劃最佳救援路線，快速抵達(dá)受災(zāi)區(qū)域，提高救援效率。救援人員可以根據(jù)風(fēng)險圖了解洪水的深度和流速，選擇合適的救援工具和方式，確保救援行動的安全和有效。對于山丘區(qū)而言，洪水風(fēng)險圖在山洪災(zāi)害防御和山區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面具有重要意義。山丘區(qū)地形復(fù)雜，山洪災(zāi)害具有突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大的特點(diǎn)，對人民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成巨大威脅。洪水風(fēng)險圖能夠直觀地展示山洪可能發(fā)生的區(qū)域、淹沒范圍和風(fēng)險程度，為山洪災(zāi)害的預(yù)警和防范提供科學(xué)依據(jù)。在廣東省的山丘區(qū)，通過洪水風(fēng)險圖，相關(guān)部門能夠提前向可能受災(zāi)的區(qū)域發(fā)布預(yù)警信息，組織群眾轉(zhuǎn)移，有效減少了山洪災(zāi)害造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失。在山區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，洪水風(fēng)險圖可以幫助規(guī)劃者合理選擇道路、橋梁、電力、通信等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)位置，避開洪水高風(fēng)險區(qū)域，提高基礎(chǔ)設(shè)施的抗災(zāi)能力。在四川某山丘區(qū)，在修建一條山區(qū)公路時，根據(jù)洪水風(fēng)險圖的分析結(jié)果，對公路的路線進(jìn)行了調(diào)整，避開了容易發(fā)生山洪和泥石流的地段，保障了公路的安全和暢通。在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面，山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖也能發(fā)揮作用。山丘區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，洪水災(zāi)害容易對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。通過洪水風(fēng)險圖，能夠了解洪水對森林、植被、河流等生態(tài)要素的影響，從而制定合理的生態(tài)保護(hù)措施，減少洪水對生態(tài)環(huán)境的破壞。在云南某山丘區(qū)，根據(jù)洪水風(fēng)險圖，劃定了生態(tài)保護(hù)紅線，限制在洪水高風(fēng)險區(qū)域的人類活動，保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。平原區(qū)洪水風(fēng)險圖更側(cè)重于城市規(guī)劃、防洪工程建設(shè)以及災(zāi)害預(yù)警與應(yīng)急救援等方面，以應(yīng)對平原區(qū)洪水淹沒范圍廣、持續(xù)時間長的特點(diǎn)；而山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖主要應(yīng)用于山洪災(zāi)害防御、山區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，以適應(yīng)山丘區(qū)洪水突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大的特性。根據(jù)不同地形區(qū)域的特點(diǎn)和需求，充分發(fā)揮洪水風(fēng)險圖的作用，對于提高防洪減災(zāi)能力、保障人民生命財產(chǎn)安全和促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。4.3應(yīng)用效果對比平原區(qū)和山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖在防洪減災(zāi)中均發(fā)揮了重要作用，但由于兩者地形地貌、洪水特性以及社會經(jīng)濟(jì)狀況的差異，其應(yīng)用效果也存在一定的不同，且受到多種因素的綜合影響。在平原區(qū)，以荊州地區(qū)和嘉興市為例，洪水風(fēng)險圖在輔助決策和減少災(zāi)害損失方面成效顯著。在荊州地區(qū)，洪水風(fēng)險圖為政府的城市規(guī)劃和防洪工程建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)，使得政府能夠合理布局城市功能區(qū)，加強(qiáng)防洪工程建設(shè)，有效抵御洪水侵襲。在2020年的洪水災(zāi)害中，洪水風(fēng)險圖幫助應(yīng)急指揮中心準(zhǔn)確掌握洪水淹沒范圍和受災(zāi)群眾分布，及時組織救援，大大提高了救援效率，減少了人員傷亡和財產(chǎn)損失。嘉興市通過迭代杭嘉湖平原數(shù)字孿生水網(wǎng)，將洪水風(fēng)險圖與數(shù)字孿生技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)了對水網(wǎng)的多維在線監(jiān)測和洪水演進(jìn)的精準(zhǔn)模擬。在應(yīng)對“煙花”“軒嵐諾”等臺風(fēng)期間，洪水風(fēng)險圖為防汛決策提供了實(shí)時準(zhǔn)確的信息支持，通過提前預(yù)測洪水淹沒范圍和水位變化，及時發(fā)布預(yù)警信息，組織居民轉(zhuǎn)移，有效避免了人員傷亡。同時，利用洪水風(fēng)險圖進(jìn)行水利工程調(diào)度方案的優(yōu)化，最大限度地發(fā)揮了水利工程的防洪作用。山丘區(qū)的洪水風(fēng)險圖在防災(zāi)減災(zāi)方面同樣發(fā)揮了關(guān)鍵作用。以廣東省和棗莊市為例，廣東省在山丘區(qū)中小河流洪水淹沒圖編制工作中，通過全面收集基礎(chǔ)資料，建立高精度的水動力數(shù)學(xué)模型，繪制了大量準(zhǔn)確的洪水淹沒圖。在今年應(yīng)對“泰利”“杜蘇芮”“蘇拉”“?？钡扰_風(fēng)期間，洪水淹沒圖為中小河流洪水淹沒風(fēng)險研判提供了重要依據(jù)，幫助相關(guān)部門提前做出防御部署，科學(xué)調(diào)度水利工程，合理安排人員轉(zhuǎn)移，有效減少了災(zāi)害損失。棗莊市通過對山丘區(qū)中小河流洪水淹沒情況的模擬和風(fēng)險分析，明確了洪水風(fēng)險較高的區(qū)域和影響因素，為防洪減災(zāi)提供了針對性的建議。通過加強(qiáng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)、防洪工程建設(shè)、應(yīng)急救援能力建設(shè)以及公眾宣傳教育等措施，提高了山丘區(qū)應(yīng)對洪水災(zāi)害的能力。影響平原區(qū)和山丘區(qū)洪水風(fēng)險圖應(yīng)用效果的因素眾多。數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時效性是關(guān)鍵因素之一。準(zhǔn)確的地形、水文、氣象等數(shù)據(jù)是繪制高精度洪水風(fēng)險圖的基礎(chǔ)，而及時更新的數(shù)據(jù)能夠使風(fēng)險圖更好地反映實(shí)際情況。若數(shù)據(jù)存在誤差或更新不及時，將導(dǎo)致風(fēng)險圖的精度下降，影響其在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用效果。模型的精度和適用性也對應(yīng)用效果產(chǎn)生重要影響。不同的地形條件和洪水特性需要選擇合適的模型進(jìn)行模擬分析。平原區(qū)適合采用水動力模型模擬洪水演進(jìn)，山丘區(qū)則需要結(jié)合分布式水文模型和二維水動力模型來考慮復(fù)雜的地形和洪水特性。如果模型選擇不當(dāng)或精度不足，將無法準(zhǔn)確預(yù)測洪水的淹沒范圍、水深、流速等信息，從而降低風(fēng)險圖的應(yīng)用價值。公眾的認(rèn)知和參與程度也會影響洪水風(fēng)險圖的應(yīng)用效果。即使有準(zhǔn)確的洪水風(fēng)險圖，如果公眾對其認(rèn)知不足，不了解洪水風(fēng)險和應(yīng)對措施，也難以在洪水災(zāi)害發(fā)生時采取有效的防范和避險行動。因此，加強(qiáng)公眾對洪水風(fēng)險圖的宣傳教育，提高公眾的風(fēng)險意識和應(yīng)對能力，對于充分發(fā)揮洪水風(fēng)險圖的作用至關(guān)重要。政府部門之間的協(xié)同合作也是影響應(yīng)用效果的重要因素。洪水災(zāi)害的應(yīng)對涉及多個部門，如水利、氣象、應(yīng)急管理、交通等，各部門之間需要密切配合，共享信息，協(xié)同作戰(zhàn)。若部門之間溝通不暢、協(xié)作不力，將導(dǎo)致洪水風(fēng)險圖在應(yīng)用過程中出現(xiàn)信息傳遞不及時、決策不一致等問題，影響防洪減災(zāi)工作的效率和效果。五、洪水風(fēng)險圖應(yīng)用的挑戰(zhàn)與優(yōu)化建議5.1數(shù)據(jù)獲取與質(zhì)量問題在洪水風(fēng)險圖的繪制和應(yīng)用過程中，數(shù)據(jù)獲取與質(zhì)量問題是面臨的首要挑戰(zhàn)，對洪水風(fēng)險圖的精度和可靠性有著關(guān)鍵影響。洪水風(fēng)險圖的繪制依賴于多源數(shù)據(jù)，包括地形地貌數(shù)據(jù)、氣象水文數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等。獲取這些數(shù)據(jù)的過程存在諸多困難。地形地貌數(shù)據(jù)的獲取需要高精度的測量技術(shù)和設(shè)備，如航空攝影測量、衛(wèi)星遙感測量以及地面測量等。在一些山區(qū)或偏遠(yuǎn)地區(qū)，由于地形復(fù)雜、交通不便，進(jìn)行高精度的地形測量難度較大，獲取的數(shù)據(jù)可能存在一定的誤差。獲取最新的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)時，可能受到云層遮擋、衛(wèi)星過境時間等因素的限制，導(dǎo)致數(shù)據(jù)更新不及時，無法準(zhǔn)確反映地形地貌的最新變化。氣象水文數(shù)據(jù)的獲取同樣面臨挑戰(zhàn)。氣象數(shù)據(jù)需要通過氣象監(jiān)測站網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行采集，然而在一些地區(qū)，氣象監(jiān)測站的分布密度不足，導(dǎo)致數(shù)據(jù)代表性不夠，無法準(zhǔn)確反映區(qū)域內(nèi)的氣象變化。在一些山區(qū)，由于地形復(fù)雜，局部氣象條件差異較大，有限的氣象監(jiān)測站難以全面捕捉這些變化，使得洪水風(fēng)險圖繪制中所使用的氣象數(shù)據(jù)存在偏差。水文數(shù)據(jù)的獲取也存在問題，部分河流的水文監(jiān)測站點(diǎn)老化，設(shè)備精度下降，數(shù)據(jù)傳輸不暢，導(dǎo)致水文數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時效性受到影響。一些中小河流缺乏長期連續(xù)的水文觀測資料，這給洪水風(fēng)險圖的繪制和分析帶來了很大困難。土地利用數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的獲取也存在一定難度。土地利用數(shù)據(jù)需要通過土地調(diào)查、衛(wèi)星遙感解譯等方式獲取，但由于土地利用變化頻繁，數(shù)據(jù)更新周期較長，可能無法及時反映最新的土地利用情況。在一些快速城市化的地區(qū)，新的建筑、道路等不斷涌現(xiàn)，而土地利用數(shù)據(jù)未能及時更新，導(dǎo)致在洪水風(fēng)險圖繪制中對土地利用情況的分析不準(zhǔn)確。社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)涉及人口分布、經(jīng)濟(jì)活動等多個方面，數(shù)據(jù)來源分散，統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，獲取準(zhǔn)確、全面的社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)較為困難。在一些貧困地區(qū)或農(nóng)村地區(qū)，社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和收集工作相對薄弱，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性難以保證。數(shù)據(jù)質(zhì)量問題對洪水風(fēng)險圖的繪制和應(yīng)用產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。不準(zhǔn)確的地形地貌數(shù)據(jù)會導(dǎo)致洪水淹沒范圍和水深的模擬誤差增大。若數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)存在誤差，可能會使模擬的洪水淹沒范圍與實(shí)際情況出現(xiàn)較大偏差，影響對洪水風(fēng)險的準(zhǔn)確評估。在某山區(qū)的洪水風(fēng)險圖繪制中，由于DEM數(shù)據(jù)的精度不足，導(dǎo)致模擬的洪水淹沒范圍比實(shí)際范圍擴(kuò)大了20%，給當(dāng)?shù)氐姆篮闇p災(zāi)決策帶來了誤導(dǎo)。氣象水文數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確會影響洪水模擬的精度。氣象數(shù)據(jù)中的降雨強(qiáng)度、持續(xù)時間等參數(shù)的誤差，會導(dǎo)致洪水模擬中洪峰流量、洪水總量等關(guān)鍵參數(shù)的計算偏差，從而影響洪水風(fēng)險圖的準(zhǔn)確性。水文數(shù)據(jù)中的水位、流量測量誤差，也會使洪水模擬結(jié)果與實(shí)際情況不符，降低洪水風(fēng)險圖的可靠性。在一次洪水災(zāi)害模擬中，由于降雨數(shù)據(jù)的誤差，導(dǎo)致模擬的洪峰流量比實(shí)際洪峰流量低了30%，使得洪水風(fēng)險圖未能準(zhǔn)確反映洪水的實(shí)際危害程度。土地利用數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題會影響洪水風(fēng)險評估的全面性和準(zhǔn)確性。不準(zhǔn)確的土地利用數(shù)據(jù)會導(dǎo)致對不同土地利用類型的洪水易損性分析出現(xiàn)偏差，從而影響對洪水風(fēng)險的評估。社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確會導(dǎo)致對受災(zāi)人口、經(jīng)濟(jì)損失等的評估出現(xiàn)誤差，影響防洪減災(zāi)決策的科學(xué)性。在某城市的洪水風(fēng)險評估中，由于土地利用數(shù)據(jù)的更新不及時，未能準(zhǔn)確反映城市中新建的防洪設(shè)施和排水系統(tǒng)，導(dǎo)致對該城市的洪水風(fēng)險評估結(jié)果偏高，造成了不必要的資源浪費(fèi)。5.2模型精度與可靠性問題模型精度與可靠性問題是洪水風(fēng)險圖研究與應(yīng)用中不容忽視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到洪水風(fēng)險評估的準(zhǔn)確性以及防洪減災(zāi)決策的科學(xué)性。在平原區(qū)和山丘區(qū)的洪水風(fēng)險圖繪制過程中，所運(yùn)用的水文水動力模型和分布式水文模型等，雖然在模擬洪水演進(jìn)和產(chǎn)匯流過程中發(fā)揮了重要作用，但仍存在一些影響模型精度與可靠性的因素。在平原區(qū)，水動力模型如MIKEFLOOD模型在模擬洪水演進(jìn)時，雖然能夠較好地考慮平原河網(wǎng)復(fù)雜的水流運(yùn)動特性，但模型中一些關(guān)鍵參數(shù)的不確定性對模擬結(jié)果影響較大。河道糙率是影響洪水模擬精度的重要參數(shù)之一，它反映了河道邊界對水流的阻力大小。然而，河道糙率受到多種因素的影響，如河道的植被覆蓋、河床的粗糙度、河道的彎曲程度等，這些因素在不同的時間和空間條件下都可能發(fā)生變化，導(dǎo)致河道糙率難以準(zhǔn)確確定。在長江中下游平原的一些河道中，由于季節(jié)性的植被生長和枯萎，河道糙率在不同季節(jié)會有明顯變