水利遙感與防汛抗旱減災體系建設

水利遙感與防汛抗旱減災體系建設有關問題的思考水利部防洪抗旱減災工程技術研究中心

中國水利水電科學研究院

水利部遙感中心2018年11月10日2018水利遙感與3S產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇辛景峰

報告內(nèi)容防汛抗旱減災體系建設現(xiàn)狀遙感技術應用應用問題及探討存在問題及思考

2011年中央一號文件明確提出，到2020年，我國基本建成防洪抗旱減災體系。1我國防洪抗旱減災體系現(xiàn)狀

防汛抗旱減災體系包括工程體系、非工程體系。工程體系：防洪工程體系、抗旱工程體系。非工程體系：技術保障體系、管理體系1我國防洪抗旱減災體系現(xiàn)狀

防汛抗旱減災體系工程體系非工程體系防洪工程體系抗旱工程體系技術保障體系管理體系防洪工程體系：江河干支流樞紐工程、河道堤防工程、水土保持工程、城市防洪排澇工程、水庫、蓄滯洪區(qū)等1我國防洪抗旱減災體系現(xiàn)狀抗旱工程體系：蓄水工程、引水工程、提水工程、調(diào)水工程、節(jié)水灌溉工程、抗旱應急備用水源工程等工程體系技術保障體系：防汛抗旱指揮系統(tǒng)水情信息采集系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、視頻會商系統(tǒng)、水旱災害監(jiān)測預警系統(tǒng)、洪水預報系統(tǒng)、山洪災害防治預警預報系統(tǒng)、水庫防洪抗旱調(diào)度系統(tǒng)、防汛抗旱物資調(diào)度系統(tǒng)、水旱災害風險管理系統(tǒng)、災情評價系統(tǒng)等。1我國防洪抗旱減災體系現(xiàn)狀非工程體系管理體系：防汛抗旱組織機構體系，防汛抗旱政策法律法規(guī)體系，防汛抗旱應急預案體系、江河洪水風險圖編制、防汛抗旱規(guī)劃、防汛抗旱減災技術研究，防汛抗旱宣傳培訓，防汛抗旱物資儲備制度等。缺乏水旱災害的全面認識和理解：集中力量全力抵御水旱災害，嚴防死堵，耗時費力，不利于人水之間的和諧。把洪澇災害視為中華民族的心腹大患，將洪澇、干旱妖魔化。我國旱澇交替發(fā)生，旱澇急轉、澇旱急轉防汛抗旱相結合、建立防汛抗旱聯(lián)動機制，統(tǒng)籌規(guī)劃。水利部-防洪抗旱分離-應急部-防汛抗旱合并。2防洪抗旱減災體系建設存在問題及思考防汛抗旱相結合

多層次攔蓄洪水源頭-保護植被-水土保持-蓄水-滯水，經(jīng)濟林-地面松土-不能起到水土保持作用，盡管林地覆蓋率高。因地制宜興建“五小”水利工程和雨水集蓄利用工程。大中小型水庫建設維護合理規(guī)劃建設蓄滯洪區(qū)嚴禁圍湖造田、侵占行洪河道、破壞植被、破壞自然生態(tài)環(huán)境。2防洪抗旱減災體系建設存在問題及思考頂層設計、科學規(guī)劃特別是蓄滯洪區(qū)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、備用水源規(guī)劃以水定發(fā)展、實行量水而行的發(fā)展戰(zhàn)略維持區(qū)域水量平衡，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水,使水資源與人口、耕地、資源開發(fā)得到最佳配置,發(fā)揮最大效益。促進人文系統(tǒng)與水系統(tǒng)長久和諧

土地利用、人口、預案臨時應急性措施為主，存在臨時性找尋水源、盲目打井取水等行為2防洪抗旱減災體系建設存在問題及思考加強防汛抗旱減災體系建設水旱災害風險調(diào)查和重點隱患排查：水旱災害綜合風險圖和防治區(qū)劃編制。從源頭降低水旱災害風險：水土保持生態(tài)建設、河湖流域空間管控、重點地區(qū)生態(tài)修復、水庫大壩抗震加固。防洪除澇工程體系：提高大江大河防洪減災能力-江河治理骨干工程建設、流域控制性樞紐工程建設、蓄滯洪區(qū)建設；加強防洪薄弱環(huán)節(jié)建設-中小河流治理、山洪災害防治、病險水庫水閘除險加固；淤地壩防洪。增強重點區(qū)域排澇能力-。提升城市防洪排澇能力。加強生態(tài)海堤建設與生態(tài)護岸改造加強供水能力和抗旱應急能力建設：重點水源工程建設、重大調(diào)水工程建設、中型水庫建設、農(nóng)村飲水工程建設、農(nóng)村灌排體系工程建設、抗旱應急能力建設。非常規(guī)水資源利用配置。2防洪抗旱減災體系建設存在問題及思考加強防汛抗旱減災體系建設非工程措施體系提升工程：水旱災害防治政策法規(guī)保障、水旱災害應急救援中心建設、水文水情監(jiān)測站網(wǎng)建設、水旱災害預報預警平臺網(wǎng)絡建設、指揮調(diào)度和預案體系建設、洪水風險管理、水利工程、行蓄洪區(qū)管理、防汛抗旱應急隊伍建設、水旱災害防治宣傳教育。2防洪抗旱減災體系建設存在問題及思考洪澇災害監(jiān)測評估：水體提取--淹沒范圍-淹沒歷時、淹沒水深、淹沒對象。大壩安全監(jiān)測：INSAR技術-位移-形變。洪水預報預警：下墊面-孕災環(huán)境信息監(jiān)測，為預報模型提供數(shù)據(jù)，特別是無資料區(qū)洪水預報。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用防汛業(yè)務遙感技術洪澇災害監(jiān)測需要利用高空間分辨遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測災前水利工程、土地利用等背景信息；災中需要對洪澇災害的淹沒范圍、淹沒歷時、淹沒水深等災情信息進行動態(tài)跟蹤監(jiān)測，對洪水災害發(fā)展進行預警；災后需要對洪水災害進行影響評估?？购禍p災業(yè)務干旱監(jiān)測：植被指數(shù)-干旱指數(shù)、土壤含水量、蒸散量、降水量、水體面積等。旱情評估：耕地、作物種植面積、灌溉信息?？购禍p災業(yè)務需要及時掌握土壤墑情、植被長勢、地表水狀況、降水信息以及抗旱水源工程狀況，以便綜合判斷旱情等級，制定抗旱減災措施。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用遙感技術防汛業(yè)務主要包括汛前準備、汛期工作、汛后總結等階段，其中汛期工作是重點。（1）物資準備汛前準備歸納起來為：思想準備、組織準備、物資準備、技術準備、工程準備、汛前檢查、防汛演習等方面。其中遙感技術可在物資準備、工程準備、汛前檢查等環(huán)節(jié)提供支撐1）戶外搶險物資儲備點詳查圖。對于露天準備的砂石等物料，通過遙感（GIS管理）手段詳查，獲取備料儲備分布圖（重點是險工險段的搶險物料），定量評估物料充足情況。與河流水系、險點險段、水利工程、交通運輸?shù)葓D形耦合分析，評價存放地點安全性、便捷性。2）洪澇災害避水樁臺遙感監(jiān)測專題圖。對于避災場所，通過遙感手段詳查，獲取避災場所分布圖。與居民點、河流水系、道路交通等地圖耦合分析，評價避災場所的安全性、便捷性。3）搶險和物資運輸?shù)缆繁O(jiān)測圖。通過高分遙感影像獲取和更新物資運輸生命線基本地理信息，保障生命線的暢通。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用防汛遙感監(jiān)測產(chǎn)品（2）技術準備遙感技術主要提供以下支撐：1）重點河段形態(tài)變化監(jiān)測圖。對于水文測驗，利用高分辨率遙感影像，可獲取重點河流河道主槽位置、水文測站上下游水利工程分布情況等信息。2）洪水風險圖。根據(jù)歷史災情信息，遙感信息，高程信息等，繪制重點防洪區(qū)的洪水風險圖。3）行洪河道侵占情況。利用高分辨率遙感影像，監(jiān)測行洪河道侵占情況，監(jiān)測河道浮橋移除情況。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用（3）水工程安全檢查主要包括水工程安全運行情況，水毀水利工程修復進展情況等的檢查。遙感技術主要提供以下支撐：1）河道侵占情況監(jiān)測專題圖。通過遙感技術，詳查河道侵占情況。2）水毀工程修復情況監(jiān)測專題圖。通過遙感技術，詳查水毀工程修復完工情況。3）在建工程度汛監(jiān)測評估專題圖。通過遙感技術，詳查在建工程施工進展情況，評價在建工程度汛情況（重點是圍堰）。4）重要防洪保護基礎設施分布詳查圖。通過遙感技術，制作（更新）汛前重要防洪保護基礎設施分布詳圖。5）蓄水工程水位控制運用監(jiān)測專題圖。通過遙感監(jiān)測，檢查汛前水利工程水位控制情況。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用（4）汛前檢查汛前檢查分多個層面：防汛、水文、通信等，實際工作主要為各個省局、地市分局及水文站自查。遙感技術主要提供汛前檢查工作底圖，包括汛前檢查工作涉及的河道、各類防洪工程、蓄滯洪區(qū)等的遙感監(jiān)測成果。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用（5）水文測報遙感技術主要提供以下支撐：重要防洪河段水體監(jiān)測專題圖。通過高分辨率SAR衛(wèi)星，及時獲取重點防洪河段、湖泊、水庫、險點險段等部位的水體信息。（6）洪水預報遙感技術主要提供以下支撐：1）分布式水文預報模型下墊面參數(shù)提取專題圖。利用遙感影像，提取分布式水文預報模型需要的植被、土壤、地形等參數(shù)信息。2）災前損失預評估專題圖。依據(jù)風險圖、調(diào)度預案、地面預測的水位及流量（洪量）信息，分析淹沒范圍、淹沒水深、淹沒歷時。利用綜合數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，對可能受淹地區(qū)的耕地、房屋、人口、國家和集體資產(chǎn)進行快速評估。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用（7）險情災情遙感支撐主要提供以下支撐：1）工程險情監(jiān)測專題圖。通過遙感影像，監(jiān)測出險位置、出險寬度，分析影響范圍。2）災情損失評估專題圖。利用遙感影像，提取淹沒范圍，反演淹沒歷時、淹沒水深等信息，并進行相應的災情損失評估。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用（8）指揮調(diào)度遙感技術主要提供：搶險生命線遙感監(jiān)測專題圖。利用遙感技術，及時掌握高水位時交通路線聯(lián)通性，制作遙感監(jiān)測專題圖，為搶險物資和隊伍的調(diào)度提供支持。（9）災后重建對水利部門來說，災后重建主要指水毀水利工程的修復?？梢詰眠b感對水毀水利工程情況進行詳查，提高災后重建的效率和針對性。（10）防汛總結遙感技術可以在以下方面提供支撐：1）水毀工程遙感影像匯編。在發(fā)生洪澇災害的區(qū)域，收集和匯編災前、災中、災后的水利工程遙感影像資料。2）河湖變遷影像匯編。對發(fā)生洪澇的區(qū)域，對河道、湖庫等進行影像采集，分析河道變化。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用抗旱業(yè)務工作包括旱災預防、抗旱減災、后期處理，重點是抗旱減災，主要包括旱情監(jiān)測、旱情預警、抗旱會商、抗旱調(diào)度等業(yè)務。（1）抗旱水源工程建設管理主要是及時建設抗旱水源工程，并妥善管理。及時修復水毀抗旱工程。遙感技術主要提供以下支撐：抗旱工程監(jiān)測專題圖。通過遙感影像，及時掌握抗旱工程的情況，包括應急水源地蓄、引水工程。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用抗旱遙感監(jiān)測產(chǎn)品（2）水源監(jiān)測主要是及時掌握抗旱水源的情況，包括地表水、地下水、日常不便捷的水源、流域（區(qū)域）外水源，以及水質(zhì)較差的微咸水、地表水以至于海水。遙感主要提供以下支撐：地表水監(jiān)測圖、水源蓄水量分布圖。通過遙感影像，及時掌握地表水水源蓄水的情況。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用（3）土壤墑情監(jiān)測主要是及時掌握土壤墑情及旱情情況。遙感主要提供以下支撐：土壤墑情分布圖。通過微波、光學等遙感影像，結合地面墑情監(jiān)測站網(wǎng)，提取土壤墑情信息。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用（4）災情評估重大和特別重大旱災發(fā)生后，對旱災現(xiàn)場展開災情損失評估，詳細了解災情，確定評估范圍及損失最嚴重的地區(qū)。遙感提供以下支撐：1）下墊面信息監(jiān)測圖。通過遙感影像，獲取耕地、作物、灌溉等信息，為旱情評估提供基礎數(shù)據(jù)。2）農(nóng)作物受災評估圖。通過遙感影像，利用旱情監(jiān)測模型，結合地面觀測數(shù)據(jù)，提取作物受災面積等信息。3遙感技術在防洪抗旱減災體系中的作用國產(chǎn)衛(wèi)星包括：高分系列衛(wèi)星（高分1號~高分6號）資源三號（01/02星）高景1號北京二號吉林一號風云三號國外衛(wèi)星包括：加拿大的Radarsat，意大利的Cosmo，德國的TERRASAR以及美國的Ikonos、Quickbird、Worldview1/2、GeoEye、MODIS，法國的SPOT5，日本的Alos等。吉林長光衛(wèi)星技術有限公司多頭負責、分散管理、分發(fā)效率低。國家遙感數(shù)據(jù)中心4水利遙感在防洪抗旱減災體系建設中存在問題及探討4.1數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)共享資源衛(wèi)星中心測繪衛(wèi)星中心中國四維測繪技術有限公司衛(wèi)星氣象中心二十一世紀股份有限公司中國科學院遙感衛(wèi)星地面站4.2分工協(xié)作、優(yōu)勢互補應急監(jiān)測時，多單位參加，缺乏協(xié)調(diào)、分工、統(tǒng)一管理，資源浪費，專業(yè)性不足。應分工合作，優(yōu)勢互補，建立協(xié)調(diào)機制。4水利遙感在防洪抗旱減災體系建設中存在問題及探討水利部-遙感中心等民政部-減災中心等國土部-測科院等中科院-遙感所等Cosmo、TERRASAR、Alos等代理商遙感衛(wèi)星系列汶川地震堰塞湖遙感監(jiān)測4.3加強基礎數(shù)據(jù)庫建設

災情評估缺乏基礎數(shù)據(jù)庫、水體本底圖像；缺乏土地利用（耕地/白地、主要作物面積）、灌溉信息。利用遙感技術提取下墊面信息。4水利遙感在防洪抗旱減災體系建設中存在問題