洪水风险图编制管理与应用
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1 技术基础

纵观世界各国编制的洪水风险图,可以分为三类,一是历史洪水淹没图,二是河流或城市区域不同频率洪水的洪水风险图,三是各种专题洪水风险图,包括溃坝溃堤和风暴潮洪水风险图等。编制这些洪水风险图依赖的主要技术和基础包括:先进的水文水情观测系统获得的数据;先进洪水分析软件的广泛应用和洪水研究成果的大量积累;可用且方便获取的高精度的地理信息数据。澳大利亚属于发达国家,对科学研究和工程技术非常重视,在以上所述的3个方面,澳大利亚的技术水平和基础始终与世界先进水平同步。

澳大利亚在中西部广大的沙漠地区和人烟稀少的边远地区的水文水情测站比较稀少,但在人口相对比较密集的新南威尔士州、维多利亚州、昆士兰州,以及雨量丰沛的塔斯马尼亚州,20多年前就建设了比较完善的水文水情测报和信息处理系统,包括雨量站、水文站、数据传输系统和数据库等。澳大利亚十分重视对大暴雨和大洪水的观测记录,每一次大暴雨后都会进行调研、勘察和分析研究。另外,澳大利亚积累了20多年来所有大洪水的卫星图片。所有这些观测和研究积累了宝贵的历史洪水数据。

在洪水分析和研究方面,早在40多年前澳大利亚就开发了一维河流模拟软件ESTRY和降雨径流水文模型软件RORB,并得到广泛应用。同时,所有的工程咨询公司都使用免费的美国HEC系列软件,丹麦DHI公司的MIKE11和MIKE21、Delft1D2D等也在澳大利亚得到应用。1989—1990年澳大利亚本土公司WBM开发了洪水和海潮模拟软件TUFLOW,在经过12年不断的应用和完善后TUFLOW于2001年成为通用商业软件,并很快在二维洪水和海潮流模拟领域以及需要一维、二维耦合洪水模拟的领域成为澳大利亚的主流洪水模拟软件。

在城市排水方面,澳大利亚很早就开始使用美国开源软件SWMM,澳大利亚本土公司开发的XP-RAFT、XP-SWMM和PC-DRAINS等软件,在排水系统的规划设计和洪水分析中,这些软件也得到广泛应用,个别公司在2000年前后还引进了DHI的MOUSE和英国Infoworks用于城市排水分析。目前TUFLOW、XP-SWMM、XP-SWMM2D(以TUFLOW作为二维模拟引擎)和XP-RAFT 是澳大利亚城市排水系统分析和设计的主流软件,其中TUFLOW和XP-SWMM2D具备了先进的管网与二维水流耦合模拟功能。这些软件的应用保证了城市排水系统规划和设计的高质量,也提高了城市洪水风险图编制的质量。

在溃坝洪水模拟方面,早期新南威尔士政府部门开发了一套简化计算方法,可根据水库坝高,库容特性和下游河道形状尺寸估算下游沿程的淹没范围。2001年左右,各地方水利部门开展了大量的大坝安全应急规划项目,美国的软件DAMBRK和当时刚发布非恒定流版本的HEC-RAS,以及MIKE11和TUFLOW被应用于模拟溃坝洪水及其演进,产生了很多溃坝洪水风险图成果。

总之,由于澳大利亚政府和工程咨询界对世界各国开发和广泛应用的免费和商业软件采取开放的态度,许多先进的软件都被应用,而且本土也开发出了ESTRY和TUFLOW等先进水力学软件,澳大利亚在洪水分析领域一直掌握最先进的技术。

澳大利亚曾出版过一本名为《澳大利亚降雨径流》的书,该书合成了水文学和水力学等内容,对各种情况下的水文和水力学分析计算提供了全面、细致和代表最新技术的指导,也展示澳大利亚科学和工程技术界在水文和水力学的概率与技术方法等各个方面的明确和统一。

由于澳大利亚与美国和欧洲关系密切,自己也拥有卫星,澳大利亚工程界很容易获得高精度的数字地形图,需要时临时雇佣专业的勘测公司进行地理信息测量也十分方便。

由于在洪水分析技术和基础地理数据获取方面的条件和基础,以及各种洪水研究和防洪影响评价项目的积累,澳大利亚的洪水数据以各种形式大量存在,其中包括大量洪水风险图数据。