隴南市中小河流治理徽縣高橋河現狀評估調查方法探討

何文才 李曉萍

(杭州水利水電勘測設計院有限公司蘭州分公司，甘肅 蘭州 730000)

1 背景

我國中小河流面廣量大，防洪治理任務艱巨而繁重。自2009年水利部、財政部會同地方各級人民政府啟動中小河流治理以來，各地積極推進建設項目，截至2021年底，已通過安排中央補助資金治理河長10.64萬km，重點中小河流重要河段防洪能力得到明顯提升，中小河流治理取得了明顯成效和階段性成果，但還存在治理不系統、不平衡、不充分等問題。隨著經濟社會快速發展，近10年來我國城鎮化率由2010年的50%提高到2021年的64%，城鎮人口增加2.36億人；2021年全國國內生產總值超110萬億元，較2010年的40萬億元大幅增加，中小河流防洪保護對象發生了較大變化，對防洪標準和防洪布局提出了新的更高要求[1]。

新時期下應改變以往“治堤”為主的理念，堅持以“治河”為主，堅持防災減災、岸固河暢、自然生態、安全經濟、長效管護的治理原則。以流域為單元，樹立系統治理理念，轉變規劃思路，突出治理的整體性、綜合性、協調性。針對中小河流防洪面臨的新形勢、新挑戰，水利部李國英部長批示要切實改革模式，

堅持以流域為單元，逐流域規劃，逐流域治理，逐流域驗收，逐流域建檔立卡，一條河一條河治理，實現“治理一條、見效一條”[1，2]。

2 項目區地理位置

隴南市地處甘肅省南部，東鄰陜西，南接四川，西接甘南州，北靠定西市和天水市，位于E104°01′～106°36′，N32°36′～34°32′。地勢西北高，東南低。隴南北靠黃土高原，與天水秦州區、麥積區、武山縣、甘谷縣接壤；南抵四川盆地，與廣元市、青川縣、綿陽市平武縣和阿壩州九寨溝縣毗連；西依甘南高原，與迭部縣、舟曲縣和定西市的岷縣相連；東接秦巴山地，與陜西漢中市寧強縣、略陽縣、勉縣和寶雞市鳳縣為鄰。

徽縣位于隴南市東部陜、川交界地帶，地處N33°32′～34°10′，E105°34′～106°26′，西接成縣、西和縣，北接天水市，南鄰陜西省略陽縣，東與兩當縣接壤。南北長65km，東西寬49.5km，總面積2722km2，海拔700～2000m，南北部為山地，中部為淺山丘陵，屬北暖溫帶向亞熱帶過渡性季風氣候，年均氣溫12.4℃，無霜期209d，年均降雨量756mm，氣候宜人，風景秀美，植被茂盛，物產豐饒，素有“隴上小江南”之美譽。

3 項目區基本情況

3.1 項目區概況

徽縣位于甘肅省隴南地區徽成盆地內，屬長江流域。根據“中國自然區劃”氣候分類屬“北溫帶溫暖氣候”，按照甘肅省氣候分區屬“隴南溫帶濕潤區”。根據徽縣地面氣象站1985—2014年氣象要素統計，項目區多年年平均氣溫12.2℃，歷年極端最高氣溫37.8℃，最低氣溫-16.4℃(1991年12月28日)；多年平均降水量687mm，全年降水多集中在6—9月，多暴雨；城關1日最大降雨量為138mm，1h最大降雨量達64mm，多年平均蒸發量為1082mm；歷年各月最大積雪深度為12cm，歷年最大風速為14m·s-1，多年平均最大凍土深度14cm?；湛h月平均降水量、月平均蒸發量、月平均氣溫及月平均風速如圖3、圖4所示。

3.2 項目區河流概況

徽縣系嘉陵江上游，全縣有大小河流645條，全長2261km，河流密度0.83。境內嘉陵江干流長40.2km；一級支流21條，長317.9km；二級支流177條，長792.3km；三級支流279條，長758.2km；四級支流136條，長298.6km。100km2以上河流有嘉陵江、永寧河、洛河、西河、麻沿河、東溝河、高橋河等?；湛h河流分布情況，如圖5所示。

3.3 高橋河流域概況

高橋河(河流代碼FC1BB000000R)，位于甘肅東南部，為永寧河(河流代碼FC1B0000000R)右岸支流。發源于甘肅省隴南市徽縣江洛鎮沿川村(E105°51′32.7″，N34°2′13.5″)，流經徽縣高橋鎮，于甘肅省隴南市徽縣高橋鎮太白村注入永寧河(E106°9′38.3″，N34°2′51.9″)。全長43km，流域面積324km2，河道比降10.23‰，多年平均年降水深663.7mm，多年平均年徑流深208.5mm。

高橋河河源位于徽縣盆地北部的北秦嶺山區，源地海拔高程2279～2245m，地勢總體由西北向東南傾斜，河谷水系發育，流域形狀近似橢圓形。河谷呈“U”型，河谷谷底寬約10～60m，河漫灘發育，河流彎曲，支流發育，兩岸發育有Ⅰ、Ⅱ級階地臺地，具二元結構，階地發育不連續，不對稱。高橋河流域水系統，如圖6所示。

4 調查評估概述

4.1 調查目的

現狀調查評估是中小河流規劃設計的基礎，是治理必要性、設計合理性的根本所在，在現狀調查評估時，除包括流域的自然概況、河道基本情況等，還應包含河流歷史治理情況及現狀防洪能力評估。應從建設年份、建設標準、建設規模(或范圍)、主要建設內容及工程投資等說明歷年河道治理工程情況，梳理上、下游已建水利工程以及現狀堤防工程、護岸工程的布置情況，現有堤防和護岸是否滿足設防標準，評估現狀防洪能力[3]。

4.2 調查步驟

4.2.1 資料收集，熟悉河流基本概況

通過收集基本資料及全國水利普查河流特征清查表，初步確定河流基本概況及特征，包括河流長度、流域面積、河流流經、河源河口位置、上一級河流等內容，如圖7所示。積極對接徽縣水務部門，收集當地河湖長制相關資料數據及項目實施資料，初步了解一些已實施項目規模、實施地點、實施效果及近期及長遠期規劃項目，了解項目規劃目的，實施后想要達到的效果。對接水務部門及河流流經鄉鎮部門收集歷年洪水災害資料，了解近些年發生較大規模洪水情況，洪水形成原因，哪些部位經常受到洪水襲擾，受災嚴重情況，是否已經建立防洪工程。會同水務部門向國土部門申請第三次全國土地調查數據，收集河流沿線耕地、基本農田、村莊等相關矢量數據。在完成資料收集工作后，對收集到的資料進行整理、分析，提取可利用的信息，甄別使用，分層管理，如圖8所示[4]。

4.2.2 利用地圖軟件做出初步矢量圖

利用谷歌地球、91衛星地圖、奧維地圖等地圖軟件將上述收集資料內容進行加載，包括河道中心線，河源河口位置，已實施項目位置(一般已實施項目位置衛星影像圖中河道岸線兩側比較工整，部分漿砌石或者混凝土堤防痕跡明顯)，規劃項目位置，防洪保護對象(耕地、基本農田及村鎮)，長期發生洪水襲擾部位及受災較重位置標繪于地圖上。將內業提取參考資料、初步成果資料、影像圖、地形圖資料等，導入外業調查設備(如手機、平板電腦等)或按圖幅切分后輸出圖紙，形成外業調查工作底圖，如圖9所示[4]。

4.2.3 制定調查線路，明確調查內容

根據外業調查工作底圖的矢量數據，制定現場調查路線，如圖10所示，現場調查過程中關注重點部位，把重要信息傳遞到外業調查工作人員手中具有實現衛星定位、方向傳感器等功能的移動通信設備，按照手機App地理信息軟件中的具體位置，收集相關信息，并且要把相關信息的GPS坐標、時間、實地影像圖片記錄下來。核查河流特征數據與內容的一致性，工程項目實施地點是否與項目內容一致，工程是否完整健全，是否需要升級改造，規劃項目是否有建設必要性或者緊迫性，若實施會有什么影響因素。洪水影響河段部位具體情況，根據實地情況分析洪水災害成因，防洪保護對象(包括沿河道兩側耕地、基本農田及村莊)與河道空間關系，包括上下游、左右岸及位置高低關系，判斷是否確定為防洪保護對象，以及是否存在防洪工程，若無完整防洪工程，提出初步防災減災方案，做下一階段規劃[5]。

圖1 隴南市地理區位圖

圖2 徽縣地理區位圖

圖3 徽縣月平均降水量及平均蒸發量

圖4 徽縣月平均氣溫及平均風速

圖5 徽縣河流分布圖

圖6 高橋河水系圖

圖7 高橋河概況圖

圖8 信息分層示意圖

圖9 外業調查工作底圖

4.2.4 結合現場調查成果，無人機攝影

現場調查結束后，根據初步復核河源河口位置及河道中心線、水流方向等安排測量人員采用無人機攝影測量技術開展河道影像資料收集?，F場調查為無人機后續測量攝影提供更為準確的路線，無人機攝影從復核正確的河源位置，沿著河道中心線，從上游到下游順序拍攝，到河口位置結束。無人機攝影過程中，部分河段因森林植被茂密，河床會被遮擋，需在后續工作中加以辨別完善。

5 調查評估成果分析

5.1 資料初步整合

資料整合與實地復核調查相結合，按照工作范圍要求，充分利用水利普查，歷次中小河流規劃和方案，全國水利一張圖，河湖劃界，第三次全國土調查數據，河長制等已有成果，采取空間數據提取，野外復核調查摸底，河流拓撲關系認證，綜合平衡分析相結合的方法，全面摸清河流基本情況。利用土地調查底圖，依據遙感影像特征，采用直接目視判讀的方式，對重點信息進行內業預判，同時，結合其他資料信息，在工作底圖上進行預判標繪[6]。

5.2 整體與局部關系分析

整體與局部關系相協調，定量與定性評估相結合，通過現場調查情況定性確定具有防洪任務河段的位置，結合資料整合與實地復核調查情況定量確定具有防洪任務河段的長度、防洪保護數量，災害發生次數、受災范圍、受災人口、治理目標任務完成、資金落實、防洪減災效益、治理成效等。部分河道可以用現場調查成果，衛星影像地圖成果及無人機攝影成果相結合，綜合判斷治理河長、堤防及保護區空間位置關系。

5.3 邏輯關系分析

邏輯關系分析包括宏觀與微觀2個方面。宏觀方面要求河流河源位置、河口位置，從上游至下游繪圖及提取節點坐標，提取節點坐標與空間位置一一對應。微觀方面要求一些數字滿足基本運算邏輯關系，包括流域面積(km2)≥保護區面積(km2)≥耕地面積(萬667m2)≥基本農田面積(萬667m2)；有防洪任務河長(km)=已治理河長(km)+需治理河長(km)；需治理河長(km)=有防洪任務未安排治理河長(km)+已治理因防護對象變化需提標河長(km)+已治理因災損毀需治理河長(km)。邏輯關系的分析能進一步判斷前面工作成果的正確性，為后續治理規劃提供有力數字支撐。

6 調查評估成果整理分類上圖入庫

根據中小河流調查矢量數據上圖入庫要求，聯系調查評估成果，利用GIS技術將矢量數據上圖與填表相互結合、相互印證，循序漸進最終完成中小河流基本特征表，中小河流有防洪任務河流及河段情況調查表，中小河流防洪工程情況調查表，中小河流災害情況調查表，中小河流治理項目實施情況調查表及中小河流治理現狀與需求調查表，對應的矢量圖也相應完成。幾個表格及對應矢量數據之間也存在一定的邏輯關系，前后之間的數據相輔相成，相互印證，中小河流治理高橋河現狀與需求調查簡表見表1。最終成果再次經過審核人員的審查及計算機系統的審核后完成提交。GIS數據庫部分成果圖如圖11所示。

表1 中小河流治理高橋河現狀與需求調查簡表

圖11 中小河流治理成果數據庫(部分)

7 結論及建議

隴南市中小河流治理徽縣高橋河現狀評估采用了資料收集—資料內容初步整理上圖—制定調查路線—現場調查—無人機拍攝—前期資料再次匯總—匯總資料再次分析判斷—形成最終成果的過程。在完成資料收集工作后，對收集到的資料進行整理、分析，提取可利用的信息。提取參考資料、初步成果資料、影像圖或地形圖資料等，導入外業調查設備，形成外業調查工作底圖。利用工作底圖、測量設備，對高橋河流域及沿岸防洪保護區進行了核查確認。最終將外業調查補測的結果矢量化，與前期資料對比分析后匯總為最終成果。經拓撲檢查，合理性檢查等質量檢查工作后，集成相關成果，形成高橋河調查矢量圖及相應表格。