洪水淹没危险性分析，作为洪水损失评估、风险管理以及应急响应规划的关键基础，在当前自然灾害风险普查工作中备受重视。我国在推进自然灾害综合风险防控体系建设过程中，明确提出需加强洪水灾害的危险性与风险评估能力，以提升防灾减灾水平。

开展洪水危险性与风险评估通常依赖于水文学或水力学方法。其中，水力学方法通过构建高精度的水动力模型实现对洪水演进过程的模拟，具有较高的空间分辨率和准确性；而水文学方法则结合洪水频率分析、水位—流量关系曲线及地理信息系统（GIS）技术，适用于大范围、快速的初步评估场景。

Hec-RAS 是一种广泛应用的基于水动力学原理的洪水淹没模拟工具，因其强大的数值模拟能力，已被广泛应用于全球范围内的洪水风险研究、工程设计与应急管理实践中，展现出良好的应用前景。

第一章 洪水淹没危险性评价方法与技术概述

1.1 洪水危险性与风险评价流程与核心内容

1.1.1 洪水灾害类型及其特征

不同类型的洪水（如河流洪水、山洪、城市内涝等）具有各自独特的成因机制与影响范围，识别其特性是开展科学评估的前提。

1.1.2 洪水灾害的历史演变、现状趋势与未来挑战

通过对历史洪灾事件的梳理，结合气候变化与人类活动的影响，可为预测未来洪水风险提供依据。

1.1.3 当前洪水危险性评价的重点方向

包括极端降雨情景设定、多尺度模拟、不确定性分析等方面，正逐步向精细化发展。

1.1.4 洪水风险评价的发展现状与关键任务

风险评价不仅关注自然致灾因子，还需综合考虑承灾体暴露度与脆弱性，形成完整的“危险性—暴露—脆弱性”评估框架。

1.2 水文-水力学模拟基础知识解析

1.2.1 洪水危险性评价方法详解

涵盖从数据准备到模型构建、参数率定、结果输出的全过程。

1.2.2 基于观测资料与模型模拟的应用对比

实际监测数据可用于验证模型可靠性，提高评估精度。

1.2.3 常用洪水模拟软件介绍及Hec-RAS应用优势

除Hec-RAS外，其他常用工具还包括MIKE系列、SWMM等，但Hec-RAS在二维/一维耦合模拟方面表现突出。

1.2.4 洪水风险评价方法体系讲解

强调多源数据融合与空间叠加分析在风险等级划分中的作用。

第二章 基于ArcGIS的水文分析技术

2.1 流域与河网提取流程

2.1.1 地形填洼处理

消除数字高程模型（DEM）中的凹陷点，确保水流连续性。

2.1.2 流向计算

确定每个栅格单元的水流方向，为基础水文分析提供支撑。

2.1.3 汇水面积计算

统计各位置上游集水区域大小，用于界定流域边界。

2.1.4 河流网络提取

根据阈值条件从流向和汇水面积中提取主干河道。

2.1.5 河流分级分析（干流与支流识别）

采用Strahler或Shreve分级法区分河流等级，反映水系结构复杂性。

2.1.6 流域分割

将整个区域划分为若干独立子流域，便于后续建模分析。

2.1.7 子流域拓扑关系建立

明确各子流域之间的连接顺序，支持分布式水文模拟。

2.1.8 流域河网水系提取实例操作

结合具体案例演示完整提取流程，强化实践应用能力。

第三章 基于Hec-RAS的洪水淹没模拟与危险性评估

3.1 Hec-GeoRAS模块功能与使用

3.1.1 GeoRAS软件简介

作为ArcGIS插件，实现空间数据预处理与RAS模型输入文件的自动生成。

3.1.2 GeoRAS操作步骤与工作流

包括地形导入、横断面提取、河流中心线定义等关键环节。

3.1.3 主要功能模块与案例实操

展示如何利用GeoRAS完成从GIS到RAS的数据转换。

3.2 Hec-RAS核心模块应用

3.2.1 RAS软件基本架构与功能说明

支持一维稳定流与非稳定流模拟，并扩展至二维浅水方程求解。

3.2.2 RAS软件操作流程

包括项目创建、几何编辑、边界条件设置、计算运行与结果查看。

3.2.3 稳定流与非稳定流模拟设置

前者适用于恒定流量条件，后者更贴近真实洪水过程动态变化。

3.3 洪水淹没数值模拟实例训练

通过实际案例掌握以下技能：

3.3.1 利用实测径流资料驱动洪水淹没模拟

将水文站观测流量作为边界输入，提升模拟真实性。

3.3.2 确定模拟河段范围

结合研究目标选择合适长度的河道进行建模。

3.3.3 收集地形数据并设定曼宁粗糙系数

地形来源包括DEM、航测或激光雷达；曼宁系数依据地表覆盖类型赋值。

3.3.4 设置模拟区域的边界条件与初始状态

如上游入流、下游水位控制、初始水深等。

3.3.5 开展稳定流与非稳定流模拟及模型校正

通过调整参数使模拟结果与实测水位匹配，提高可信度。

3.3.6 HEC-RAS输出结果美化与洪水淹没图制作

借助GIS平台对模拟结果进行可视化渲染，生成专业制图产品。

3.3.7 洪水危险性评估与等级划分

根据不同重现期（如20年、50年、100年）的淹没深度与范围，划分危险等级。

基于Hec-RAS模拟结果生成的洪水危险性分布图（蓝色由浅至深依次代表20年、50年、100年一遇洪水）

3.4 基于GIS技术的洪水危险性评估方法

3.4.1 基于水文学方法的洪水淹没制图技术基础

利用频率分析得出的设计水位，结合地形插值得到淹没范围。

3.4.2 一键式自动化洪水危险性评估工具的操作方法

集成脚本或插件实现从输入到输出的全流程自动处理，提高效率。

3.4.3 自动化工具在实际项目中的应用示例

展示其在中小流域快速评估中的实用性与便捷性。

第四章 洪水风险评价综合案例分析

4.4 基于GIS与淹没模拟的综合性洪水风险评估

4.4.1 风险评估所需数据来源

包括地形、水文、气象、社会经济等多源数据整合。

4.4.2 洪水淹没区域内人口、房屋等要素统计

利用空间叠加分析获取受影响对象的数量与分布。

4.4.3 洪水风险评估报告编制要点

内容应包含评估背景、方法、结果、结论与建议，格式规范清晰。

一键式水文学方法实现的村庄级洪水淹没风险评估结果

第五章 洪水危险性与风险评估专题研讨

围绕技术难点、应用场景与发展前沿展开深入交流与讨论，解答学员疑问，促进知识共享与实践经验传递。