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基于GIS的洪灾风险管理系统

李娜  
【摘要】: 由于特殊的自然地理条件,我国是世界上洪水灾害发生最为频繁的国家之一。我国的洪水灾害具有分布范围广、发生频繁、防洪和排涝矛盾突出、河道高水位行洪历时长、水灾损失大、受洪水威胁人口多等特点。 新中国成立后,人们开始了大规模的防洪工程建设,全国的防洪工程体系初步建成,在防御大洪水、保护人民生命财产安全等方面取得了突出的成果。然而,在与洪水斗争的过程中,人们发现虽然通过大规模的水利工程建设,提高了江河的防洪标准,减少了洪水泛滥的几率,扩大了防洪保护的范围,但同时也增加堤防、大坝溃决等的风险,而且人类发现生存环境日益恶化,河流生态系统被破坏等诸多问题。在反思这些问题时,人类意识到洪水是一种自然现象,以现有技术企图控制和消除洪水灾害是不可能的,认识到洪水的风险是不可消除的而只能在一定程度上减轻或回避。 洪水灾害风险管理是指人们对可能遇到的洪水风险进行识别、估计和评价,并在此基础上综合利用法律、行政、经济、技术、教育与工程手段,合理调整人与自然之间的关系,实现人类的最大安全保障和可持续发展的双重目标。 洪水灾害风险管理是一个连续的、循环的、动态的过程,主要包括建立风险管理目标、洪水灾害风险识别、洪水灾害风险估计、洪水灾害风险评价、选择洪水灾害风险管理方案、进行洪水灾害风险管理决策、编写洪水灾害风险管理计划、进行洪水灾害风险管理效果评价等几个基本步骤。 洪水灾害的风险管理应贯穿洪水灾害的全过程,包括灾害发生前的日常风险管理,灾害发生过程中的应急风险管理和灾害发生后的恢复和重建过程中的风险管理。风险管理过程是不断循环和完善的过程。针对洪水管理的具体内容,洪水灾害风险管理主要包括对洪水的预测和调度中的风险管理、防洪工程风险管理、防洪投资风险管理、蓄滞洪区风险管理、洪水生态环境风险管理、防洪决策风险管理等方面的内容。 近些年来,计算机技术特别是GIS技术的突飞猛进的发展,为洪水灾害风险管理的数字化提供了强劲的支持。GIS是处理地理数据的输入、输出、存储、查询、检索、处理、分析、显示、更新和辅助决策的计算机系统。 由于独立开发难度太大,单纯二次开发受GIS工具提供的编程语言的限制差强人意,因此结合GIS工具软件与当今可视化开发语言的集成二次开发方式就成为GIS应用开发的主流。它的优点是既可以充分利用GIS工具软件对空间数据库的管理、分析功能,又可以利用其它可视化开发语言具有的高效、方便等编程优点,集二者之所长,不仅能大大提高应用系统的开发效率,而且使用可视化软件开发工具开发出来的 应用程序具有更好的外观效果,更强大的数据库功能,而且可靠性好、易于移植、便 于维护。尤其是使用OCX技术利用Gis功能组件进行集成开发,更能表现出这些优 势。 GIS在洪灾风险管理系统的开发中的应用主要体现在:l、基础信息管理;2、洪 水风险计算;3、洪水风险图制作;4、洪水风险信息查询;5、洪灾经济损失计算与 查询。 本论文采用功能强大的MaPInfo公司的成熟产品MaPX控件,在面向对象的开发 环境visual Basi。下,并以visual Fortran作为水流模拟的开发工具,SQL Server作为 数据库管理和支持工具,以黄河下游山东段堤防溃决的风险管理为研究对象,开发了 一套基于GIS的洪灾风险管理系统。系统是一个包括基础信息管理、堤防溃决洪水风 险计算、堤防溃决洪水风险图、堤防溃决洪水风险查询、堤防溃决洪水灾害损失评估、 区域防洪减灾对策等模块的为防洪减灾辅助决策和洪灾风险管理服务的计算机系统。 通过对黄河下游山东段堤防溃决的风险进行分析,得出当黄河下游北岸陶城埠 以下堤防溃决后,最大淹没范围约为10870km2,涉及聊城、济南、德州、滨洲、淄 博等地市中的20个县区。北岸堤防溃决后,一般情况下,洪水先向北行,遇徒骇河 后沿徒骇河南堤顺堤行洪,然后,洪水或通过溃决的徒骇河北堤或漫过徒骇河北堤堤 顶,沿徒骇河两岸入海。当黄河下游南岸陶城埠以下堤防溃决后,最大淹没范围约为 5950km,,涉及淄博、济南、东营、滨洲、潍坊等地市中的11个县区。南岸堤防溃决 后,一般情况下,洪水先向南行,遇小清河后沿小清河两岸行洪,洪水主要沿小清河 两岸漫流入海。堤防溃决后的平均淹没损失约为233亿元,平均受淹人口为160万人, 平均的地均淹没损失约为206万元/klll2,平均的人均淹没损失约为4498元。 根据黄河下游山东段堤防溃决后影响范围大,受淹人口多和灾害损失十分巨大的 状况,并针对黄河下游防洪工程建设的现状,提出了加固黄河堤防,提高堤身质量; 对重要堤段,特别是影响大城市安全的堤段,应建成超级堤:危险堤段,应加强堤身 监测,如光缆、现场摄像监视等措施。


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