水利遥感与防汛抗旱减灾体系建设

水利遥感与防汛抗旱减灾体系建设有关问题的思考水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心

中国水利水电科学研究院

水利部遥感中心2018年11月10日2018水利遥感与3S产业发展高峰论坛辛景峰

报告内容防汛抗旱减灾体系建设现状遥感技术应用应用问题及探讨存在问题及思考

2011年中央一号文件明确提出，到2020年，我国基本建成防洪抗旱减灾体系。1我国防洪抗旱减灾体系现状

防汛抗旱减灾体系包括工程体系、非工程体系。工程体系：防洪工程体系、抗旱工程体系。非工程体系：技术保障体系、管理体系1我国防洪抗旱减灾体系现状

防汛抗旱减灾体系工程体系非工程体系防洪工程体系抗旱工程体系技术保障体系管理体系防洪工程体系：江河干支流枢纽工程、河道堤防工程、水土保持工程、城市防洪排涝工程、水库、蓄滞洪区等1我国防洪抗旱减灾体系现状抗旱工程体系：蓄水工程、引水工程、提水工程、调水工程、节水灌溉工程、抗旱应急备用水源工程等工程体系技术保障体系：防汛抗旱指挥系统水情信息采集系统、计算机网络系统、视频会商系统、水旱灾害监测预警系统、洪水预报系统、山洪灾害防治预警预报系统、水库防洪抗旱调度系统、防汛抗旱物资调度系统、水旱灾害风险管理系统、灾情评价系统等。1我国防洪抗旱减灾体系现状非工程体系管理体系：防汛抗旱组织机构体系，防汛抗旱政策法律法规体系，防汛抗旱应急预案体系、江河洪水风险图编制、防汛抗旱规划、防汛抗旱减灾技术研究，防汛抗旱宣传培训，防汛抗旱物资储备制度等。缺乏水旱灾害的全面认识和理解：集中力量全力抵御水旱灾害，严防死堵，耗时费力，不利于人水之间的和谐。把洪涝灾害视为中华民族的心腹大患，将洪涝、干旱妖魔化。我国旱涝交替发生，旱涝急转、涝旱急转防汛抗旱相结合、建立防汛抗旱联动机制，统筹规划。水利部-防洪抗旱分离-应急部-防汛抗旱合并。2防洪抗旱减灾体系建设存在问题及思考防汛抗旱相结合

多层次拦蓄洪水源头-保护植被-水土保持-蓄水-滞水，经济林-地面松土-不能起到水土保持作用，尽管林地覆盖率高。因地制宜兴建“五小”水利工程和雨水集蓄利用工程。大中小型水库建设维护合理规划建设蓄滞洪区严禁围湖造田、侵占行洪河道、破坏植被、破坏自然生态环境。2防洪抗旱减灾体系建设存在问题及思考顶层设计、科学规划特别是蓄滞洪区规划、土地利用规划、备用水源规划以水定发展、实行量水而行的发展战略维持区域水量平衡，统筹协调生活、生产和生态用水,使水资源与人口、耕地、资源开发得到最佳配置,发挥最大效益。促进人文系统与水系统长久和谐

土地利用、人口、预案临时应急性措施为主，存在临时性找寻水源、盲目打井取水等行为2防洪抗旱减灾体系建设存在问题及思考加强防汛抗旱减灾体系建设水旱灾害风险调查和重点隐患排查：水旱灾害综合风险图和防治区划编制。从源头降低水旱灾害风险：水土保持生态建设、河湖流域空间管控、重点地区生态修复、水库大坝抗震加固。防洪除涝工程体系：提高大江大河防洪减灾能力-江河治理骨干工程建设、流域控制性枢纽工程建设、蓄滞洪区建设；加强防洪薄弱环节建设-中小河流治理、山洪灾害防治、病险水库水闸除险加固；淤地坝防洪。增强重点区域排涝能力-。提升城市防洪排涝能力。加强生态海堤建设与生态护岸改造加强供水能力和抗旱应急能力建设：重点水源工程建设、重大调水工程建设、中型水库建设、农村饮水工程建设、农村灌排体系工程建设、抗旱应急能力建设。非常规水资源利用配置。2防洪抗旱减灾体系建设存在问题及思考加强防汛抗旱减灾体系建设非工程措施体系提升工程：水旱灾害防治政策法规保障、水旱灾害应急救援中心建设、水文水情监测站网建设、水旱灾害预报预警平台网络建设、指挥调度和预案体系建设、洪水风险管理、水利工程、行蓄洪区管理、防汛抗旱应急队伍建设、水旱灾害防治宣传教育。2防洪抗旱减灾体系建设存在问题及思考洪涝灾害监测评估：水体提取--淹没范围-淹没历时、淹没水深、淹没对象。大坝安全监测：INSAR技术-位移-形变。洪水预报预警：下垫面-孕灾环境信息监测，为预报模型提供数据，特别是无资料区洪水预报。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用防汛业务遥感技术洪涝灾害监测需要利用高空间分辨遥感数据监测灾前水利工程、土地利用等背景信息；灾中需要对洪涝灾害的淹没范围、淹没历时、淹没水深等灾情信息进行动态跟踪监测，对洪水灾害发展进行预警；灾后需要对洪水灾害进行影响评估。抗旱减灾业务干旱监测：植被指数-干旱指数、土壤含水量、蒸散量、降水量、水体面积等。旱情评估：耕地、作物种植面积、灌溉信息。抗旱减灾业务需要及时掌握土壤墒情、植被长势、地表水状况、降水信息以及抗旱水源工程状况，以便综合判断旱情等级，制定抗旱减灾措施。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用遥感技术防汛业务主要包括汛前准备、汛期工作、汛后总结等阶段，其中汛期工作是重点。（1）物资准备汛前准备归纳起来为：思想准备、组织准备、物资准备、技术准备、工程准备、汛前检查、防汛演习等方面。其中遥感技术可在物资准备、工程准备、汛前检查等环节提供支撑1）户外抢险物资储备点详查图。对于露天准备的砂石等物料，通过遥感（GIS管理）手段详查，获取备料储备分布图（重点是险工险段的抢险物料），定量评估物料充足情况。与河流水系、险点险段、水利工程、交通运输等图形耦合分析，评价存放地点安全性、便捷性。2）洪涝灾害避水桩台遥感监测专题图。对于避灾场所，通过遥感手段详查，获取避灾场所分布图。与居民点、河流水系、道路交通等地图耦合分析，评价避灾场所的安全性、便捷性。3）抢险和物资运输道路监测图。通过高分遥感影像获取和更新物资运输生命线基本地理信息，保障生命线的畅通。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用防汛遥感监测产品（2）技术准备遥感技术主要提供以下支撑：1）重点河段形态变化监测图。对于水文测验，利用高分辨率遥感影像，可获取重点河流河道主槽位置、水文测站上下游水利工程分布情况等信息。2）洪水风险图。根据历史灾情信息，遥感信息，高程信息等，绘制重点防洪区的洪水风险图。3）行洪河道侵占情况。利用高分辨率遥感影像，监测行洪河道侵占情况，监测河道浮桥移除情况。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用（3）水工程安全检查主要包括水工程安全运行情况，水毁水利工程修复进展情况等的检查。遥感技术主要提供以下支撑：1）河道侵占情况监测专题图。通过遥感技术，详查河道侵占情况。2）水毁工程修复情况监测专题图。通过遥感技术，详查水毁工程修复完工情况。3）在建工程度汛监测评估专题图。通过遥感技术，详查在建工程施工进展情况，评价在建工程度汛情况（重点是围堰）。4）重要防洪保护基础设施分布详查图。通过遥感技术，制作（更新）汛前重要防洪保护基础设施分布详图。5）蓄水工程水位控制运用监测专题图。通过遥感监测，检查汛前水利工程水位控制情况。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用（4）汛前检查汛前检查分多个层面：防汛、水文、通信等，实际工作主要为各个省局、地市分局及水文站自查。遥感技术主要提供汛前检查工作底图，包括汛前检查工作涉及的河道、各类防洪工程、蓄滞洪区等的遥感监测成果。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用（5）水文测报遥感技术主要提供以下支撑：重要防洪河段水体监测专题图。通过高分辨率SAR卫星，及时获取重点防洪河段、湖泊、水库、险点险段等部位的水体信息。（6）洪水预报遥感技术主要提供以下支撑：1）分布式水文预报模型下垫面参数提取专题图。利用遥感影像，提取分布式水文预报模型需要的植被、土壤、地形等参数信息。2）灾前损失预评估专题图。依据风险图、调度预案、地面预测的水位及流量（洪量）信息，分析淹没范围、淹没水深、淹没历时。利用综合数据库数据，对可能受淹地区的耕地、房屋、人口、国家和集体资产进行快速评估。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用（7）险情灾情遥感支撑主要提供以下支撑：1）工程险情监测专题图。通过遥感影像，监测出险位置、出险宽度，分析影响范围。2）灾情损失评估专题图。利用遥感影像，提取淹没范围，反演淹没历时、淹没水深等信息，并进行相应的灾情损失评估。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用（8）指挥调度遥感技术主要提供：抢险生命线遥感监测专题图。利用遥感技术，及时掌握高水位时交通路线联通性，制作遥感监测专题图，为抢险物资和队伍的调度提供支持。（9）灾后重建对水利部门来说，灾后重建主要指水毁水利工程的修复。可以应用遥感对水毁水利工程情况进行详查，提高灾后重建的效率和针对性。（10）防汛总结遥感技术可以在以下方面提供支撑：1）水毁工程遥感影像汇编。在发生洪涝灾害的区域，收集和汇编灾前、灾中、灾后的水利工程遥感影像资料。2）河湖变迁影像汇编。对发生洪涝的区域，对河道、湖库等进行影像采集，分析河道变化。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用抗旱业务工作包括旱灾预防、抗旱减灾、后期处理，重点是抗旱减灾，主要包括旱情监测、旱情预警、抗旱会商、抗旱调度等业务。（1）抗旱水源工程建设管理主要是及时建设抗旱水源工程，并妥善管理。及时修复水毁抗旱工程。遥感技术主要提供以下支撑：抗旱工程监测专题图。通过遥感影像，及时掌握抗旱工程的情况，包括应急水源地蓄、引水工程。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用抗旱遥感监测产品（2）水源监测主要是及时掌握抗旱水源的情况，包括地表水、地下水、日常不便捷的水源、流域（区域）外水源，以及水质较差的微咸水、地表水以至于海水。遥感主要提供以下支撑：地表水监测图、水源蓄水量分布图。通过遥感影像，及时掌握地表水水源蓄水的情况。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用（3）土壤墒情监测主要是及时掌握土壤墒情及旱情情况。遥感主要提供以下支撑：土壤墒情分布图。通过微波、光学等遥感影像，结合地面墒情监测站网，提取土壤墒情信息。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用（4）灾情评估重大和特别重大旱灾发生后，对旱灾现场展开灾情损失评估，详细了解灾情，确定评估范围及损失最严重的地区。遥感提供以下支撑：1）下垫面信息监测图。通过遥感影像，获取耕地、作物、灌溉等信息，为旱情评估提供基础数据。2）农作物受灾评估图。通过遥感影像，利用旱情监测模型，结合地面观测数据，提取作物受灾面积等信息。3遥感技术在防洪抗旱减灾体系中的作用国产卫星包括：高分系列卫星（高分1号~高分6号）资源三号（01/02星）高景1号北京二号吉林一号风云三号国外卫星包括：加拿大的Radarsat，意大利的Cosmo，德国的TERRASAR以及美国的Ikonos、Quickbird、Worldview1/2、GeoEye、MODIS，法国的SPOT5，日本的Alos等。吉林长光卫星技术有限公司多头负责、分散管理、分发效率低。国家遥感数据中心4水利遥感在防洪抗旱减灾体系建设中存在问题及探讨4.1数据获取与数据共享资源卫星中心测绘卫星中心中国四维测绘技术有限公司卫星气象中心二十一世纪股份有限公司中国科学院遥感卫星地面站4.2分工协作、优势互补应急监测时，多单位参加，缺乏协调、分工、统一管理，资源浪费，专业性不足。应分工合作，优势互补，建立协调机制。4水利遥感在防洪抗旱减灾体系建设中存在问题及探讨水利部-遥感中心等民政部-减灾中心等国土部-测科院等中科院-遥感所等Cosmo、TERRASAR、Alos等代理商遥感卫星系列汶川地震堰塞湖遥感监测4.3加强基础数据库建设

灾情评估缺乏基础数据库、水体本底图像；缺乏土地利用（耕地/白地、主要作物面积）、灌溉信息。利用遥感技术提取下垫面信息。4水利遥感在防洪抗旱减灾体系建设中存在问题