流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫建設(shè)研究

趙夢(mèng)杰 劉小虎 陳邦慧 王慧鳳 馬亞楠

一、引言

隨著氣候變化和人類活動(dòng)的深入影響，區(qū)域性的洪澇事件呈現(xiàn)出廣發(fā)頻發(fā)態(tài)勢(shì)，大范圍的洪澇災(zāi)害一直以來是流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的制約性因素，特別是超過流域工程體系防洪標(biāo)準(zhǔn)的洪水，導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失重、社會(huì)影響大。流域超標(biāo)準(zhǔn)洪水綜合應(yīng)對(duì)是一項(xiàng)兼具長期性、艱巨性、復(fù)雜性的系統(tǒng)工程，已成為防洪減災(zāi)領(lǐng)域亟需攻關(guān)解決的技術(shù)難題，而流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫建設(shè)研究是其中的基礎(chǔ)性問題，目前尚未有系統(tǒng)性的研究成果與建設(shè)思路。本研究主要開展流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫建設(shè)，建設(shè)的數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)超標(biāo)準(zhǔn)洪水、洪澇災(zāi)害及與超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度決策支持系統(tǒng)模擬研究相關(guān)的信息，以期為我國超標(biāo)準(zhǔn)洪水的信息采集、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、洪災(zāi)評(píng)估、調(diào)度決策、綜合應(yīng)對(duì)等提供技術(shù)支撐。

二、流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫建設(shè)方案

（一）建設(shè)原則

1.繼承性：與超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害相關(guān)的數(shù)據(jù)庫表，新設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫表盡可能是在之前相關(guān)數(shù)據(jù)庫表的基礎(chǔ)上拓展完善，特別是運(yùn)用較為成熟的雨水情數(shù)據(jù)庫表。

2.時(shí)效性：新設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫表中的專業(yè)術(shù)語、符號(hào)、代號(hào)、字段名、字段名標(biāo)識(shí)符、單位等應(yīng)與最新的數(shù)據(jù)庫或者規(guī)定一致，保證新建數(shù)據(jù)庫符合最新的規(guī)定及要求。

3.創(chuàng)新性：著力挖掘超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)、亮點(diǎn)，保證新建數(shù)據(jù)庫不同于其他類似數(shù)據(jù)庫，體現(xiàn)新建數(shù)據(jù)庫的原創(chuàng)性。

4.實(shí)用性：新建數(shù)據(jù)庫要能夠滿足超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度決策支持系統(tǒng)在典型流域的應(yīng)用，設(shè)計(jì)的庫表要簡(jiǎn)單實(shí)用，并且能夠?yàn)槠渌饔蚧蛘邊^(qū)域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害的模擬研究提供參考。

（二）與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)關(guān)系

1.與現(xiàn)有雨水情數(shù)據(jù)庫的關(guān)系：建設(shè)的超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫中涉及到雨水情庫表的，盡可能與“實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫”“基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫表”一致，對(duì)于擴(kuò)展完善的雨水情庫表，相關(guān)庫表的表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)識(shí)符設(shè)計(jì)應(yīng)參考最新的規(guī)定；對(duì)于非雨水情數(shù)據(jù)庫表，根據(jù)相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、應(yīng)用需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。相關(guān)庫表設(shè)計(jì)完成后，新建超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.與現(xiàn)有防洪調(diào)度系統(tǒng)的關(guān)系：通過國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)一期、二期工程，各流域機(jī)構(gòu)已經(jīng)建成了相對(duì)完善的防洪調(diào)度系統(tǒng)，相關(guān)防洪調(diào)度系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)庫主要有“實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫”“防洪工程數(shù)據(jù)庫”等。建設(shè)的超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫主要為超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度決策支持系統(tǒng)在各流域應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐，而超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度決策支持系統(tǒng)與各流域現(xiàn)有防洪調(diào)度系統(tǒng)存在聯(lián)系，故新建的超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫與現(xiàn)有防洪調(diào)度系統(tǒng)存在交叉聯(lián)系的數(shù)據(jù)庫表應(yīng)盡可能銜接繼承，從而滿足超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用。

（三）數(shù)據(jù)庫建設(shè)核心內(nèi)容

流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫建設(shè)核心內(nèi)容主要包括超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫應(yīng)包含哪些庫表、怎樣設(shè)計(jì)超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)等。通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)匯總研究，梳理超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害的特性及影響，研究超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度決策支持系統(tǒng)不同功能業(yè)務(wù)運(yùn)用模塊對(duì)數(shù)據(jù)多元化的需求，考慮到數(shù)據(jù)庫建設(shè)原則，建設(shè)的超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫邏輯架構(gòu)為“一主一輔”，以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為輔。主要數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，基于現(xiàn)有的實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)、歷史大洪水?dāng)?shù)據(jù)、二期工程數(shù)據(jù)等；輔助數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，主要包括文檔信息、多媒體信息等。流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)圖

1.主要數(shù)據(jù)信息

一是基本信息類，主要存儲(chǔ)測(cè)站基本屬性表、河道站防洪指標(biāo)表、庫（湖）站防洪指標(biāo)表、庫（湖）站汛限水位表、庫（湖）水位庫容泄量表、水位流量關(guān)系曲線表、洪水頻率分析參數(shù)表、洪水頻率分析成果表、河流基本屬性表、河段基本情況表、洪水傳播時(shí)間表、河道斷面信息表、超標(biāo)準(zhǔn)洪水基本信息表、河道站超標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)次洪水信息表、庫（湖）站超標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)次洪水信息表、洪水預(yù)警信息表、洪水編號(hào)基本信息表、行政區(qū)劃名錄表、流域分區(qū)名錄表等信息。

二是氣象雨情類，主要存儲(chǔ)天氣形勢(shì)圖表、衛(wèi)星云圖表、雷達(dá)回波圖表、臺(tái)風(fēng)情況圖表、熱帶氣旋數(shù)據(jù)表、降雨情況統(tǒng)計(jì)表、日雨量過程表、時(shí)段雨量摘錄表、月降水量表、降雨預(yù)報(bào)圖表、氣象產(chǎn)品表、數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)場(chǎng)表、歷史致洪暴雨數(shù)據(jù)表等信息。

三是水情信息類，主要存儲(chǔ)河道、水庫、堰閘、泵站水情表和極值表，閘門啟閉情況表，以及代表站洪水過程線圖表、水文站水文要素摘錄表、調(diào)查洪水成果表、代表站特征值表、代表站歷史洪水最大值表等信息。

四是工程信息類，主要存儲(chǔ)工程名錄表、堤防基本信息表、堤防水文特征表、堤防歷史決溢記錄表、蓄滯洪區(qū)基礎(chǔ)信息表、蓄滯洪區(qū)基本情況表、蓄滯洪區(qū)水位面積/容積/人口/資產(chǎn)關(guān)系表、蓄滯洪區(qū)運(yùn)用方案表、蓄滯洪區(qū)歷次運(yùn)用情況表、行洪區(qū)歷次運(yùn)用情況表、水庫大壩基礎(chǔ)信息表、水庫大壩特征信息表、泵站基礎(chǔ)信息表、泵站特征信息表、水閘基礎(chǔ)信息表、水閘特征信息表、水閘泄流曲線表、水閘出險(xiǎn)記錄表、水閘運(yùn)用歷史記錄表等信息。

五是地理信息類，主要存儲(chǔ)行政區(qū)劃表、DEM信息表、土地覆蓋數(shù)據(jù)表、地形地貌表、遙感影像數(shù)據(jù)表、交通公共圖層、河流/湖泊/水庫/水閘/堤防專題圖層等信息。

六是經(jīng)濟(jì)社會(huì)類，主要存儲(chǔ)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)表、社會(huì)經(jīng)濟(jì)地理位置表、蓄滯洪區(qū)/防洪保護(hù)區(qū)人口情況表、蓄滯洪區(qū)/防洪保護(hù)區(qū)耕地及播種面積情況表、蓄滯洪區(qū)/防洪保護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值信息表、蓄滯洪區(qū)/防洪保護(hù)區(qū)私有財(cái)產(chǎn)統(tǒng)計(jì)表、蓄滯洪區(qū)/防洪保護(hù)區(qū)房屋情況表、蓄滯洪區(qū)/防洪保護(hù)區(qū)工礦企業(yè)情況表、蓄滯洪區(qū)/防洪保護(hù)區(qū)水利設(shè)施情況表等信息。

七是洪災(zāi)信息類，主要存儲(chǔ)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖方案編碼表、洪水風(fēng)險(xiǎn)圖類型編碼表、洪水風(fēng)險(xiǎn)圖信息表、洪水淹沒圖表、災(zāi)情圖表、受災(zāi)區(qū)縣表、洪澇災(zāi)害基本情況統(tǒng)計(jì)表、農(nóng)林牧漁業(yè)洪澇災(zāi)害統(tǒng)計(jì)表、工業(yè)交通運(yùn)輸業(yè)洪澇災(zāi)害統(tǒng)計(jì)表、城市受淹情況統(tǒng)計(jì)表、水利設(shè)施洪澇災(zāi)害統(tǒng)計(jì)表、損失評(píng)估總表、損失評(píng)估詳細(xì)表、災(zāi)后評(píng)估模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表等信息。

八是計(jì)算成果類，主要存儲(chǔ)降水量預(yù)報(bào)表、河道水情預(yù)報(bào)表、堰閘水情預(yù)報(bào)表、庫（湖）水情預(yù)報(bào)表、單個(gè)庫（湖）調(diào)度成果表、單個(gè)行蓄洪區(qū)/閘壩調(diào)度成果表、聯(lián)合調(diào)度后庫（湖）成果表、聯(lián)合調(diào)度后河道、閘壩成果表、單個(gè)對(duì)象調(diào)度狀態(tài)記錄表、聯(lián)合調(diào)度后調(diào)度對(duì)象狀態(tài)記錄表、聯(lián)合調(diào)度后河道站成果統(tǒng)計(jì)表、聯(lián)合調(diào)度后蓄滯洪區(qū)、閘壩成果統(tǒng)計(jì)表、聯(lián)合調(diào)度方案成果統(tǒng)計(jì)指標(biāo)定義表、聯(lián)合調(diào)度方案成果統(tǒng)計(jì)指標(biāo)值表等信息。

2.輔助數(shù)據(jù)信息

輔助數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，主要包括文檔信息庫、多媒體信息庫等。文檔信息庫、多媒體信息庫根據(jù)相關(guān)需求，充分利用流域國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)二期工程數(shù)據(jù)資源，其他非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)根據(jù)實(shí)際需求補(bǔ)充完善。文檔信息庫用于存儲(chǔ)與綜合調(diào)度相關(guān)的文檔資料，涉及各類調(diào)度方案、應(yīng)急預(yù)案、知識(shí)文檔等信息，輔助綜合調(diào)度認(rèn)知與分析服務(wù)；多媒體信息庫用于存儲(chǔ)多媒體文件，包括視頻、音頻、圖像等數(shù)據(jù)。

三、流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫建設(shè)實(shí)例

以淮河流域沂沭泗水系典型示范區(qū)超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫實(shí)例搭建為例說明，流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫包括基本信息、氣象雨情、水情信息、工程信息、地理信息、經(jīng)濟(jì)社會(huì)、洪災(zāi)信息、計(jì)算成果等8 大類信息的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，涉及超標(biāo)準(zhǔn)洪水、洪澇災(zāi)害及與超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度決策支持系統(tǒng)計(jì)算相關(guān)的數(shù)據(jù)表。超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫表標(biāo)識(shí)分類后綴取值和表編號(hào)分類代碼分別見表1、表2。

表1 表標(biāo)識(shí)分類后綴取值表

表2 表編號(hào)分類代碼表

數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫表的實(shí)例化搭建均可通過圖形界面操作或運(yùn)行建表SQL 語句兩種方式實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫表中數(shù)據(jù)的錄入，對(duì)于少量記錄的數(shù)據(jù)表，可采用圖形界面直接編輯的方式；對(duì)于大量的數(shù)據(jù)錄入，一般采用從其他數(shù)據(jù)源批量導(dǎo)入的方法，導(dǎo)入的數(shù)據(jù)源可以是其他數(shù)據(jù)庫表中的數(shù)據(jù)或本地Microsoft Excel 文件。數(shù)據(jù)導(dǎo)入完成后，數(shù)據(jù)庫實(shí)例化搭建工作即全部完成，可對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、改、查操作，可為超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度決策系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。

四、結(jié)語

流域超標(biāo)準(zhǔn)洪水綜合應(yīng)對(duì)已成為目前防洪減災(zāi)的“現(xiàn)實(shí)短板”，而流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫建設(shè)研究又是流域超標(biāo)準(zhǔn)洪水綜合應(yīng)對(duì)亟需解決的基礎(chǔ)性問題。本文通過系統(tǒng)梳理分析與防洪業(yè)務(wù)緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)庫及庫表結(jié)構(gòu)，開展了流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫及庫表結(jié)構(gòu)研究，提出了流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫的建設(shè)原則、邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫表分類及主要數(shù)據(jù)庫表等，開展了淮河流域典型示范區(qū)超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫實(shí)例搭建工作，以期為其他流域或區(qū)域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫研究及應(yīng)用提供建設(shè)思路■