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在當前超標降水的極端天氣常態化趨勢下，為有效落實“三個轉變”防災減災要求，為新時期現代化建設打下堅實的安全屏障， 2024年水利部再次啟動全國重點地區洪水風險圖編制項目。這是繼2013年全國洪水風險圖建設之后新一輪的全國性水災害風險能力提升建設，著重要求，要充分利用新理念、新技術和數字孿生水利建設成果，實現動（態）靜（態）結合、全域覆蓋的洪水風險評估區劃和洪水風險圖編制，能依據實時數據計算給出參考，并在真實發生的情況下給出反饋實際，快速提供科學預案參考依據。
在水利部指導下，各重點地區先后啟動新概念洪水風險圖編制建設，各地水利廳、水科院、涉水設計院及頭部科技企業共研共創，探索適配當前國情和區域水情的洪水風險圖設計方案。符合新時代要求的新概念洪水風險圖，編制的關鍵需要突破解決四大技術卡口：
1、模型如何實現精細構建，有效性如何驗證？
2、分級洪水的細分層級設置和分級應對方案，如何合理設計
3、分級洪水的細分撤離方案，如何制定？
4、分級洪水的災損情況，如何全面精準評估？
為更好解析沉淀該次探索創新的思路與建設成果，我們特推出《繪水圖鑒| 2024全國重點地區洪水風險圖智解系列》，以實戰案例分別就風險圖編制要求的各個典型應用場景一一進行講解分享。本期就中小流域場景下洪水風險圖如何編制，為防災減災提供有效前置性指導，進行介紹展示。
黑龍江省具備明顯氣候變化特征和良好的實戰基礎條件，作為洪水風險圖典型示范田，應用場景涵蓋防洪保護區、洪泛區、蓄滯洪區、防洪城市、中小河流域、水庫的洪水風險圖編制六大類。目前，黑龍江水利廳已于2024年全面啟動洪水風險圖建設提升項目。后續，我們也將分別以各個洪水風險圖技術方案應用場景進行拆分講解。
臥龍河為牡丹江二級支流，河道全長35km。集水面積318.70km2，臥龍河水庫壩址以上集水面積120km2。河流上游流經山地丘陵，地勢陡峻，河道狹窄。一旦發生暴雨，雨水匯集速度快，易形成流域洪水。
技術路徑一
模型如何實現精細構建，有效性如何驗證？
一二維水動力耦合模型精細構建
采用貴仁科技水鏡WMS模型云平臺中的一維水動力模型和二維水動力模型相結合的技術路線，以一二維水動力模型耦合構建流域數字孿生體。
臥龍河流域建模范圍
在臥龍河流域場景案例中，技術團隊基于基礎地理數據、水文數據及實測河道斷面數據，通過插值算法加密后形成了117個河道斷面，為構建精確的河道一維水動力模型奠定了堅實基礎。
在地表二維水動力模型構建中，采用高精度DEM和路網數據，開展線狀阻水構筑物分析。準確識別臥龍河流域5段線狀阻水構筑物，并精準獲取了其高程信息。
采用斜底三角形網格剖分技術，沿河網格邊長設置為10米，在全流域共計剖分了23.9萬個網格。利用精細化網格剖分保證地形變化的細節部分，為洪水模擬提供可靠計算基礎。
精細化網格剖分
兩種模型通過耦合邊技術實現連接，在臥龍河流域場景中，共構建了224條耦合邊，通過耦合邊兩側的水位-流量關系，實現了河道與洪泛區之間的實時水量交換，既考慮了河道演進的過程，又能夠精確模擬洪水出槽后在洪泛區的運動，極大提升了洪水模擬的精準性。
臥龍河高精建模
一維模型采用圣維南方程組，模擬河道內水力特性；二維模型則基于二維淺水方程，模擬洪水的漫溢流動情況。
模型驗證與可靠性分析
任何模型的應用都必須經過嚴格的數據校驗。在臥龍河流域場景中，技術團隊通過對臥龍、勤勞兩段堤防設置20年一遇的設計標準，開展了模型合理性分析。
模擬結果顯示，2段堤防均能成功抵御20年一遇洪水。通過水量平衡分析，計算相對誤差控制在1%以內，各洪水方案的水量誤差均符合水量平衡原理，成功校驗了模型構建的合理性和可靠性。
可靠性分析數據
技術路徑二
分級洪水層級設置及應對方案如何合理設計？
針對臥龍河流域情況，技術團隊依據水系結構劃分了4處控制斷面，計算出4條洪水過程線。基于黑龍江省的實際降水特點，構建了5年、10年、20年、50年和100年一遇的多種洪水情景下，五大洪水漫溢方案和六個洪水潰決方案。
模型上邊界采用上游入流形式輸入，區間入流采用點源入流形式輸入，臥龍河河口下一級河道同頻洪水最高水位作為河道下邊界。基于臥龍河實際情況，構建2處潰口，6個堤防潰決方案，充分考慮了洪水的多種來源可能性。
洪水滿溢設計樣例
技術路徑三
分級洪水的細分撤離方案如何制定？
在臥龍河100年一遇洪水情景下，根據建模范圍內的轉移單元，規劃了不同批次的受災人員轉移方案，包括安置區選址和轉移路線規劃。方案的最大轉移距離僅2.56公里，且轉移路徑細化到村道級別，極具實施性，并可為決策人員提供科學參考。
避險安置及轉移路線效果
技術路徑四
分級洪水的災損情況如何全面精準評估？
模型計算的最終目的是服務于防災減災。在臥龍河案例中，將社會指標如淹沒區受影響人口，資產指標如受淹面積、淹沒房屋、受影響公路長度等作為影響分析指標，選用的淹沒水深作為關鍵參數，對不同方案的洪水影響進行統計分析，并基于模型計算結果，制定細化避洪轉移方案。
、
損失評估樣表
實戰效果展示
以上案例數據及成果，均采用貴仁科技黑龍江洪水風險圖繪制服務中，臥龍河流域場景作為典型實戰交付成果。黑龍江洪水風險圖項目，繪制了包括淹沒水深圖、到達時間圖、淹沒歷時圖、淹沒范圍圖和避洪轉移圖五類基本風險圖件的全系列靜動態圖紙。為當地流域洪水風險規避及水旱災害防御能力提升，帶來了顯著的技術躍升與堅實可靠的技術解決方案。
該項目其他中小流域系列成果
應急避洪轉移
后續，我們將針對新概念洪水風險圖六大應用場景中，水庫場景的解決方案介紹，敬請期待！
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