李霄榮

（忻州市河道工作站，山西 忻州 034000）

1 意義及目標(biāo)

滹沱河流域河道的管理方式以傳統(tǒng)手工作業(yè)為主，信息以表格、圖片或文件資料形式保存，查詢、存儲(chǔ)、流通和管理極不方便，容易出錯(cuò)，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)信息更新、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析。其地理信息管理系統(tǒng)開發(fā)建立的主要目標(biāo)是：通過建立一個(gè)與滹沱河流域河道管理相關(guān)的數(shù)據(jù)庫和管理平臺(tái)，將河道信息、工程情況、管理現(xiàn)狀、河道環(huán)境、規(guī)劃治理等信息數(shù)據(jù)以及相關(guān)的法律法規(guī)進(jìn)行整合管理，用信息化管理技術(shù)改造傳統(tǒng)水利管理行業(yè)，實(shí)現(xiàn)河道管理信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)、查詢、及時(shí)更新、統(tǒng)計(jì)分析、成果輸出等功能，為河道管理決策提供科學(xué)依據(jù)，改善河道管理部門的政府職能，提高河道管理部門的信息處理精度和工作效率，從而促進(jìn)河道資源的可持續(xù)利用和社會(huì)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 流域概況

滹沱河是忻州境內(nèi)最長(zhǎng)、最重要的一條河流。多年來，各級(jí)政府十分重視對(duì)滹沱河的開發(fā)治理。1998年對(duì)下茹越—濟(jì)勝橋160 km河段進(jìn)行重點(diǎn)治理，興建堤防163 km，挑壩61條，堤防護(hù)坡16 km，建筑物142處，防洪能力達(dá)到20年一遇。但由于上游河道坡陡彎急，加之年久失修，受洪水沖刷影響，堤防防洪能力降低，漿砌石堤防凍融破壞嚴(yán)重。加之流域植被較差，上游水土流失嚴(yán)重，致使下游及滹沱河干流淤積嚴(yán)重，河床不斷抬高，上中下游水質(zhì)受到不同程度的污染。為保障滹沱河流域的防洪安全，改善河道水環(huán)境，確保對(duì)河流的合理開發(fā)、高效利用，必須加快河道管理信息化建設(shè)，全面提升滹沱河流域的現(xiàn)代化管理水平。

3 主要技術(shù)內(nèi)容

滹沱河流域河道地理信息管理系統(tǒng)包括以下6項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容：河道基礎(chǔ)信息圖庫和河道信息圖庫；河道空間數(shù)據(jù)格式和圖式圖例標(biāo)準(zhǔn)；較為完備的河道地理信息數(shù)據(jù)庫框架；河道樁號(hào)編碼管理模式，實(shí)現(xiàn)樁號(hào)和河道信息的雙向快速查詢，提高信息查詢效率；分級(jí)用戶分級(jí)功能管理編制的專用河道數(shù)字信息管理平臺(tái)，包括工程信息管理、河道水環(huán)境管理和河道防汛管理3個(gè)子系統(tǒng)；河道地理信息管理系統(tǒng)，包括收集和整理相關(guān)資料、建立動(dòng)態(tài)地理信息數(shù)據(jù)庫、構(gòu)建數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和信息模式及編制信息管理專用平臺(tái)等。

4 應(yīng)用情況

滹沱河流域河道地理信息管理系統(tǒng)在忻州市河道管理站、忻州市防汛抗旱指揮部辦公室、忻州市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院及滹沱河忻州段的6個(gè)縣、市（繁峙縣、代縣、原平市、忻府區(qū)、定襄縣、五臺(tái)縣），應(yīng)用效果良好，實(shí)現(xiàn)了各級(jí)管理部門之間的信息交換與共享。

4.1 忻州市河道理站應(yīng)用情況

忻州市河道管理站負(fù)責(zé)全市河道的日常管理業(yè)務(wù)。轄區(qū)內(nèi)河流眾多，流域面積在100 km2以上的河流達(dá)60多條，其中滹沱河干流河道的日常管理維護(hù)是極其重要的工作之一。滹沱河流域河道地理信息管理系統(tǒng)建立后，經(jīng)過3年多的實(shí)踐應(yīng)用，解決了過去因信息查詢滯后、統(tǒng)計(jì)分析緩慢、人為操作誤差大等信息處理難題，既滿足了河道日常管理工作需求，又可以及時(shí)、準(zhǔn)確地為管理決策提供必要的數(shù)據(jù)信息和專題圖形，取得了明顯效果。主要表現(xiàn)在以下方面：一是圖形信息資料較新，河道、水文站、橋梁、攔河壩等涉河建筑物位置信息準(zhǔn)確，對(duì)應(yīng)的屬性信息詳盡全面，可以滿足日常管理的需求。二是操作界面簡(jiǎn)潔，菜單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的管理更新、圖形的編輯、管理功能的維護(hù)和完善等。三是提供了強(qiáng)大的查詢功能，可以適應(yīng)不同需求下各類信息的快速查詢、查找、定位、交互等。特別是樁號(hào)信息的查詢方式，便于快速、準(zhǔn)確地定位建筑物地理位置以及與河道的隸屬關(guān)系。四是用1∶10 000地形圖生成的河道帶狀三維立體模型，將河道兩岸管理范圍內(nèi)的地形地貌、水系干支流位置關(guān)系等信息展示于電腦屏幕中。五是將日常管理區(qū)劃為工程管理、環(huán)境管理和防汛交互3大子管理區(qū)，對(duì)應(yīng)日常3個(gè)不同方面的管理需求，可以方便與其他系統(tǒng)進(jìn)行連接。六是采用多級(jí)用戶信息管理模式，適應(yīng)滹沱河河道管理現(xiàn)狀，為各級(jí)不同的河道管理部門提供便捷查詢各自轄區(qū)信息的功能。

4.2 滹沱河忻州段6縣（市、區(qū)）河道管理應(yīng)用情況

滹沱河忻州沿線的繁峙、代縣、定襄、原平、忻府、五臺(tái)6個(gè)縣（市、區(qū)）均屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，降雨量和氣溫受流域地形影響變化較大。在五臺(tái)山地區(qū)數(shù)十米范圍內(nèi)，年降雨量為500～900 mm；北部為400～550 mm；西部為450～650 mm；位于四山之間的盆地區(qū)為380～450 mm。降雨在時(shí)空和強(qiáng)度上分布極不均勻，主要集中于7—9月，由弱到強(qiáng)的局部暴雨產(chǎn)生的洪水時(shí)有發(fā)生，具有明顯的突發(fā)性。1956—2000年全流域多年平均徑流量13.9億m3，歷史最大洪峰流量1 320 m3/s，最小洪峰流量0.58 m3/s。沿線支流的險(xiǎn)情、隱患普遍存在。

滹沱河流域河道地理信息管理系統(tǒng)在防洪淹沒影響分析、防汛預(yù)案制定等方面進(jìn)行了深入研究，系統(tǒng)可以根據(jù)防洪決策的需求及時(shí)為管理部門提供洪水影響區(qū)域、測(cè)定特征斷面信息、撤離方案路線等專題數(shù)據(jù)信息，及時(shí)、科學(xué)、準(zhǔn)確決策提供依據(jù)。2012年“7·21”大暴雨，滹沱河發(fā)生較大洪水，通過此系統(tǒng)分析后，河道管理部門及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握了各河段的洪水及工程情況，為抗洪搶險(xiǎn)贏得了時(shí)間，順利完成了抗洪搶險(xiǎn)任務(wù)，保證了沿河兩岸人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

4.3 忻州市防汛抗旱指揮部辦公室應(yīng)用情況

忻州市轄區(qū)內(nèi)降雨量季節(jié)分布極不均勻，水資源季節(jié)性供需矛盾突出，干旱和澇災(zāi)十分嚴(yán)重，防汛和抗旱形勢(shì)尤為嚴(yán)峻。滹沱河流域河道地理信息管理系統(tǒng)能夠方便、快捷、直觀、高效、準(zhǔn)確地為防汛指揮調(diào)度提供必要的數(shù)據(jù)資料和信息支持，具有科學(xué)性、信息化、現(xiàn)代化等特點(diǎn)，取得了良好的適用價(jià)值和現(xiàn)代信息化水平。一是提供了流域內(nèi)的行政區(qū)劃信息和社會(huì)公共信息，資料完整、真實(shí)、系統(tǒng)，方便分類、匯總和計(jì)算；二是提供了流域內(nèi)的水利工程信息；三是提供了方便的數(shù)據(jù)信息定位、瀏覽和查詢功能，可根據(jù)實(shí)際管理需要進(jìn)行時(shí)空定位和查詢；四是提供了計(jì)算分析功能，為預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)服務(wù)；五是通過可視化演示實(shí)現(xiàn)了對(duì)滹沱河流域的地貌圖顯示、屬性信息的查看以及地圖的定位查詢，及時(shí)顯示經(jīng)緯度和比例尺等信息；六是提供了防汛預(yù)案制定功能，可為預(yù)案編制提供歷史信息查詢、歷史防洪資料分析、歷史防洪工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等，并結(jié)合當(dāng)前防汛形勢(shì)制定出合理的防洪預(yù)案。

4.4 忻州市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院應(yīng)用情況

忻州市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院主要負(fù)責(zé)全市水利工程的勘測(cè)、規(guī)劃和設(shè)計(jì)任務(wù)，任務(wù)多、時(shí)間緊，各種專題圖形的快速繪制工作十分重要。在使用滹沱河流域河道地理信息系統(tǒng)前，規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作一般是先到測(cè)繪部門購買工程所在的地形圖，然后掃描到計(jì)算機(jī)中，再進(jìn)行矢量化處理，最后進(jìn)行水利工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)布置工作，不僅耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，而且影響工程進(jìn)度。使用該系統(tǒng)后，可以根據(jù)需求輸出多種比例尺的地形圖，給水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作帶來了極大便利，不僅降低了水利工程成本，而且提高了工作效率。

5 前景展望

忻州市滹沱河流域河道地理信息系統(tǒng)經(jīng)過在河道管理中實(shí)踐應(yīng)用后，將河道數(shù)字信息管理進(jìn)行區(qū)劃，即工程信息、水環(huán)境和防汛管理，并開發(fā)出可操作性較強(qiáng)的管理系統(tǒng)；首次將樁號(hào)編碼管理模式引入河道地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了樁號(hào)與河道信息的雙向快速查詢；采用分級(jí)用戶分級(jí)管理模式，編制了集河道工程、水環(huán)境、防汛、樁號(hào)查詢于一體的信息管理平臺(tái)，具有廣闊的應(yīng)用前景。