洪水风险图编制管理与应用
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

9 洪水区划

洪水区划是指出于特定的洪水风险管理目的,将拟推行洪水风险管理措施的洪水可能淹没区根据危险或风险等级所作的区域划分。

例如,德国、法国、意大利、瑞士、比利时、奥地利等国家出于土地利用管理的目的,将洪水可能的淹没区划分为高风险区、中度风险区和低风险区,对应的土地利用类型分别为禁止开发区、限制开发区和常规开发区。美国出于土地管理和洪水保险的目的,将100年一遇洪水洪泛区划分为行洪道 (禁止开发区) 和可开发区,在可开发区则根据洪水水深、流速特征和防洪工程情况,划分为A、AE(A1-A99)、AO、AR、V、VE、X等区域,按照相应区域内建筑物状况收取保险费;出于辅助防洪应急指挥和指导公众避险转移安置的目的,根据飓风登陆时间,将风暴潮威胁区划分为第一批、第二批和第三批转移区。我国的一些学者 (刘树坤等) 根据洪水水深、流速、达到时间等因素,将蓄滞洪区分为极危险区、危险重灾区、重灾区、轻灾区和安全区等。

洪水区划的主要内容包括区划指标、等级、标准、范围和多来源洪水共同淹没区处理等方面。

9.1 指标

洪水区划指标是根据区划目的而选取的衡量洪水致灾特性或风险特性的特征值。衡量洪水致灾特性的特征值一般包括洪水水深、流速、到达时间、淹没历时和洪水重现期 (频率) 等。衡量洪水风险特性的指标包括期望损失、洪水可能淹没区内的人口及资产等。

洪水区划指标分单一指标和综合指标,水深、频率等为单一指标,水深与流速的乘积、频率与水深的乘积、期望损失 (频率、资产与资产损失率乘积的积分) 等为综合指标。

即使是出于相同目的洪水区划,各国选用的区划指标也不尽相同。例如,美国将行洪道 (Floodway) 定为禁止开发区,选用的指标为100年一遇洪水,具体做法是在假定河道两岸无堤的情况下,计算100年一遇洪水的淹没范围,然后假想两岸有可移动的虚拟堤防,将此堤防同时向河道中心线平推,当水位因过水断面缩小上涨达到1英尺时,两虚拟堤防所夹的区域即为行洪道;有的州则直接将100年一遇洪水淹没范围作为行洪道,禁止开发。奥地利确定的受山洪威胁区域的禁止开发区也是选用频率指标。瑞士、德国等国家则选用洪水水深和频率指标作为土地利用管理区划的指标。比利时则选取水深、流速、淹没历时和洪水发生频率等作为土地利用管理的指标体系。

9.2 等级

目前,国内外的洪水区划等级没有统一的标准,但均不多于5级。有选用3级的,分别对应高、中、低;有选用4级的,分别对应极高、高、中、低 (或高、中、低、极低);有选用5级的,分别对应极高、高、中、低、极低等。例如,美国将100年一遇洪泛区划为两个区域:禁止开发区 (行洪道) 和可开发区 (洪水保险区);英国、意大利、比利时等划为3级:高、中、低;德国、瑞士等划为4级:高、中、低和极低。

各等级区划的表现方式各国也多少有些差别,有的采用红橙黄系列 (德国、比利时),有的采用红蓝黄系列 (瑞士),有的采用红蓝绿系列 (意大利),有的采用黑白线条+图案填充+符号等。

9.3 标准

洪水区划标准指洪水区划等级临界值所对应的区划指标值。可以以洪水淹没频率作为区划指标,例如,英国将淹没频率高于1.3%(约75年一遇)、位于1.3%~0.5%(75年一遇至200年一遇)之间和低于0.5%的区域定为高、中、低危险区。可以以洪水的致灾强度 (如水深或水深与流速的某种组合)和频率两个洪水特征作为区划指标,将洪水强度值与洪水发生频率值的组合达到预设的临界值作为划分不同洪水风险等级标准,例如,瑞士洪水风险等级划分标准见图4:对于所有频率的洪水,当水深大于2m,则为高危险区;对于发生频率大于30年一遇的洪水,即位于斜线h=0.5+0.5p以上的区域为高危险区;位于斜线h=—2/9+(2/270)p以下的区域为低危险区;上述几条线所夹的区域为中度危险区。图中最浅色阴影区域为受300年一遇以上标准防洪工程保护的区域,被称之为极低危险区。

图4 瑞士洪水风险等级划分标准

9.4 范围

洪水区划范围的确定取决于推行洪水风险管理措施的范围,由相关的政策界定。不同的国家根据洪水特征和洪水管理需要,对洪水区划的范围有不同的界定。例如,美国洪泛区土地管理和洪水保险的范围为100年一遇洪水的淹没区,其相应的洪水区划也限于这一区域;欧洲洪泛区的土地管理范围相对较大,多定在300年一遇或更大的洪水淹没区域,其洪水区划范围也与此相适应等。

9.5 多来源洪水共同淹没区的区划

对于多来源洪水共同淹没区,先分别计算各来源洪水在该区域的洪水特征,然后比较同频率各洪水来源在同一地点的相关特征值(水深、流速等),取其中最大者作为洪水区划的指标。

如图5所示,某区域有两个洪水来源:A河和B河,当A河发生某一量级洪水时,其淹没范围为A河与Aa之间的区域;当B河发生相同量级洪水时,其淹没范围为B河与Bb之间的区域。两河同一量级洪水的共同淹没区域为bcad所包围的范围,其中任何一点x,对于A河洪水和B河洪水而言,分别有相应的淹没特征值,例如水深分别为hAxhBx、流速分别为vAxvBx等,在进行该区域的区划时,应取其中较大值作为反映该点淹没特征的代表值。

图5 多来源洪水共同淹没情况示意图