山洪災害防治雨水情自動監測站建設分析

時 悅

(新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000)

山洪災害作為自然災害中的重要組成部分，一旦爆發，對自然環境與人們的生命財產安全會造成巨大的損傷。因此，在社會主義現代化建設的時期，利用先進的計算機技術與針對監測技術建設雨水情自動監測站，用于對山洪災害的防治。但在雨水情自動監測站實際的建設過程中遇到了很多困難。從雨水情自動監測站的角度出發，研究如何建設山洪災害防治雨水情自動監測站，是當前人們熱衷研究的一大課題。

1 關于山洪災害的概述

所謂山洪，就是指由于暴雨大風、攔洪設施潰決等原因，在山區沿河流以及溪流形成的暴漲暴落的洪水以及伴隨發生的崩塌、滑坡以及泥石流的總稱。而山洪災害，是指由于山洪暴發給人們帶來的危害，比如說，河流泛濫、山體滑坡以及泥石流等原因造成的人員傷亡、財產損失、基礎設施以及環境資源的毀壞等。

山洪災害所具有的特征包括:①區域性明顯，易發生區強;②季節性強，發生頻率高;③破壞性強，危害嚴重;④來勢迅猛，成災速度快。

2 在山洪易發區建設雨水情自動監測站的重要性

影響山洪暴發的因素有:雨水的強度、雨水的時空分布、當地土壤的類型以及植被的覆蓋面積。這些因素的存在對山洪災害的防治工作造成了很大的不利影響。隨著防洪技術的進步與機械設備的發展，我國各地的防洪設施與防洪標準得到了很大的提升。但由于生態環境的破壞，很多中小型河流的洪災問題越來越嚴重，造成了大量的人員傷亡與經濟損失。在這樣的背景下，在山洪的易發區建設雨水情自動監測站勢在必行。

2010年，國家水利有關部門與氣象局等聯合合作，啟動全國性山洪災害防治的縣級非工程項目建設。其中雨水情自動監測站項目就是其中的重要建設項目之一，它在提供科學合理的數據信息以及維護整個系統正常運行等方面起著至關重要的促進作用。

3 針對山洪災害防治雨水情自動監測站建設的研究

山洪災害防治雨水情自動監測站建設步驟見圖1。

圖1 雨水情自動監測站建設步驟

3.1 監測站儀器設備的選型

要做好雨水情自動監測站儀器設備的選型工作，需要做到以下3點:

1)采取措施科學選擇自動水位站的儀器設備。自動水位站在建設過程中需要的儀器設備包括:水位傳感器、太陽能電池板、蓄電池、遙測終端、充電控制器以及通信終端等。其中水位傳感器可以分為非接觸式傳感器與接觸式傳感器2種。前者包括雷達式傳感器、超聲波傳感器;后者包括浮子式水位傳感器、壓力式水位傳感器。而壓力式水位傳感器有氣泡式、壓阻式以及振弦式3種。而觀測井的井筒可以采取斜井式與島岸式2種。

2)明確各種水位傳感器的優缺點。壓力式水位傳感器的優點是不需要專門建設監測井，其包含的缺點是傳感器極易被泥沙堆積、氣壓平衡管極易被堵塞、在水體干涸的時候極易損壞平衡管等。而浮子式水位傳感器的性價比高，穩定性好，不受自然環境的影響，但需要建設自記的水位記井，工程建設的造價高。

3)采取措施合理選擇自動雨量站的儀器設備。當前市場中流行的設備是翻斗式的，主要由通信模塊、蓄電池、太陽能電池板、翻斗式雨量計、充電控制器、遙測站終端等組成。從雨量站的外型上劃分，可以將自動雨量站劃分為分體式的自動雨量站與一體式的自動雨量站。前者是將信息傳輸設備與雨量計分開建設，而后者是將雨量計與信息傳輸設備集合在一起建設。后者在建設過程中，既方便設備的安裝與建筑工程的施工，又有助于降低工程安裝與施工的成本，在縣級非工程措施項目的建設過程中應用相對比較廣泛。

3.2 監測站中站點的布置

要做好雨水情自動監測站站點的布置工作，需要做到以下4點:

1)在尋找雨水情自動監測站的站點時，要充分地了解并掌握當地山洪暴發的現狀與頻率信息，要掌握當地的社會經濟發展現狀以及歷史上洪水暴發的狀況。將監測站點設置在容易遭受山洪危害的小流域或者大河流的干流處。

2)深入基層了解并掌握當地雨水情自動監測站的站點位置與數量，在進行統計與分析之后，選擇合適的站點位置，在最大程度上避免因重復建站而導致的資源浪費。

3)在雨水情自動監測站站點的布置過程中，嚴格執行水位站布設原則:①對于有居民聚居區的山塘、水庫或者缺少水位監測設備的，要采取措施適當地增加河流水位監測設備，對于一些中小型水庫，可以布置一些水位自動監測站;②在布設水位站的過程中，要充分了解當地的交通與通信等設備的管理維護條件;③要明確適合布設水位自動監測站的標準:河流沿岸多為人口居住區、重要基礎設施或者工業企業以及政府辦公區;④在選擇站點的布設地點時，需要將水位站的影響區域、預警范圍與時效以及控制范圍考慮進去，其位置多在人口居住區、學校、河道出口以及工業企業所在地的上游區域;⑤要將已經布設的水位自動監測站的監測信息納入到縣級非工程的監測預警平臺。

4)在雨水情自動監測站站點的布置過程中，嚴格執行雨量站的布設原則:①要堅持地形控制原則，由于山區的降水多受地形的抬升或者降低作用，在山區布設自動雨量站的時候，要充分考慮當地山地地形對降水的影響;②要堅持分區控制的原則，要在人口聚居區或者降雨多發區增加雨量站的布置，其密度是每20～100 km2，布置一個自動雨水站;③要堅持容易操作的原則，在布設的過程中，要充分考慮當地交通與通信的實際條件;④要堅持流域控制的原則，在布設雨量站時，要充分考慮山丘中的中小流域，其中站點的位置要在這些流域的暴雨中心或者流域中心，最重要的是要盡量避開雷區;⑤要堅持利用現有資源的原則，要將當地現有的氣象、水文以及通訊部門對當地雨量的監測數據信息，充分納入到縣級非工程監測的預警平臺中。

3.3 監測數據信息的傳輸

要做好雨水情自動監測站中數據信息的傳輸工作，需要做到以下4點:

1)要采取措施選擇合適的監測信息數據的傳輸方式。雨水情自動監測站所監測到的數據大多是通過無線傳輸的方式，向縣級山洪災害的預警監測平臺發送監測預警信息。當前最常使用的監測數據信息的無線傳輸工具包括:超短波、GSM以及GPRS。

2)各地要深入基層調查各地區原有的公共信息資源系統，根據當地經濟發展的實際水平以及山洪災害的記錄，充分地利用現有公共信息資源，明確各地的監測信息的統計平臺與雨水情情報分析中心。

3)各地要根據自身的經濟實力與山洪災害的實際記錄，對于有公網能覆蓋的區域，選擇公網進行組網建設。對于公網不能覆蓋的區域，可以選擇超短波或者北斗衛星等方式進行組網建設。對于山洪重災區并且有網絡覆蓋的區域，可以利用公網或者選擇北斗衛星或者超短波的形式進行組網建設，最終實現自動切換、自動備份的基本功能，為監測信息的傳輸創造一個良好的通道。

4)對于監測信息報送的頻率，需要根據當地氣候條件與山洪暴發的頻率來確定。在沒有降雨的情況下，需要采取定時自動報送的方式，發送監測數據信息。但在發生降雨時，需要采取加密報送的措施:①要針對山洪對策特征，監測信息報送的頻率要以能夠準確捕捉完整的降雨過程為準，不能錯過降雨的最高峰值;②要采取措施保障兩次信息數據報送的時段差距不長;③要特別注意信息報送的次數不是越密集越好，過度密集的報送，很有可能造成數據信息傳輸擁堵的現象，使得數據信息出現報送滯后或丟失的狀況。

3.4 監測站的運行與維護

要做好雨水情監測站的運行與維護工作，需要做到以下3點:

1)采取措施增強人們對監測站中機械設備的運行維護意識，預測可能會發生的機械故障。如電池的老化、SIM卡的欠費導致的停機等。一旦爆發山洪，機械設備就不能正常向縣級山洪災害的預警監測平臺發送監測預警信息，致使整個系統不能正常的運行，所產生的后果無法估計。

2)在雨水情自動監測站建設完工之后，要建立并完善監測站運行與維護的規章制度，并將各個環節的工作任務進行層層劃分，落實到個人，在最大程度上提升人們執行監測規章制度的意識。

3)根據《中央財政山洪災害防治縣級非工程措施建設補助資金管理暫行辦法》的相關規定，由地方政府承擔雨水情自動監測站中機械設備的運行與維護管理費用。但是運行與管理維護的費用標準由地方的水利部門、財政部門以及氣象部門根據當地的水利建設與經濟發展情況制定。

4 結語

雨水情自動監測站作為山洪災害防治的縣級非工程項目中的重要組成部分，承擔著數據信息的傳輸與監測預警任務。雨水情自動監測站建設的質量好壞，直接影響整個系統能否正常運行。因此，在實際建設過程中，從站點的布置、機械設備的選擇及運營維護等方面入手，加強對雨水情自動監測站的研究，是當前擺在人們面前的一項重大而艱巨的任務。

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