山洪災害監測預警系統研究

謝俊峰 段建勛 謝璐

1，2黃岡市水文水資源勘測局 438000；3十堰市水文水資源勘測局 442000

摘要：山洪災害對于人們的生命財產安全有著嚴重威脅，通過開發設計山洪災害監測預警系統，可以實時監測各個地區的水文環境情況，密切關注山洪災害隱患，及時做好山洪災害監測預警，采取科學有效的安全防護措施，保障人們的安居樂業。本文分析了構建山洪災害監測預警系統的必要性，闡述了山洪災害監測預警系統開發設計，以供參考。

關鍵詞：山洪災害；監測預警系統

近年來，我國經濟快速發展，而與此同時粗放式的經濟發展模式給自然生態環境造成嚴重損害，大范圍的植被被亂砍亂伐，受到地形地貌、降雨等情況的影響，山洪災害頻繁發生，造成較大范圍的破壞。山洪災害監測預警系統的構建通過運用各種先進的計算機科學技術，合理設計山洪災害監測預警系統的各個模塊，優化和完善山洪災害監測預警系統，實時監測當地的水文環境變化，充分發揮山洪災害監測預警系統的應用優勢。

一、構建山洪災害監測預警系統的必要性

我國幅員遼闊，各個地區的水文、地形地貌情況存在較大差異，并且山丘區域容易受到地質地形的影響，山洪災害的監控和防治范圍很大，再加上很多地區水文情況非常復雜，局部區域小氣候變化明顯，這對于山洪災害監測預警系統的開發設計要求非常高。但是目前很多地區的山洪災害監測預警系統網點覆蓋率相對較低，網點布設比較少，雨量監測網點的自動化水平較低，無法實時有效地采集暴雨洪水來臨之前的征兆信息，水文站網點主要位于一些寬大河流上，中小型河流上的水文站點比較少，并且相關觀測設備和監測技術比較落后。當前，我國很多地區缺少科學有效的滑坡和泥石流監測設備，特別是對于山洪災害頻發的地區，監測點設置不足，一些水文情數據采集還依靠人工報汛、人工觀測，技術手段落后，通信設施陳舊，水文情況信息傳遞速度較慢，時效性很差，自動化程度相對較低[1]。同時，我國山丘地區的山洪災害預警預報比較薄弱，降雨水文預報精度較低，山洪災害的科學預測不準確，山丘地區的很多小河流沒有設置洪水預警和預報系統，即使設置了報汛站點，但是報訊段次數比較少，再加上山洪災害的預見預報間隔比較短，無法發揮有效的參考決策作用。另外，村間、鄉鎮和縣市的警報分布主要是依靠移動電話終端、通信網絡來傳遞傳真信息和語音信息，而沒有設置專門的警報發布系統，村、鎮和鄉級的移動通信網和固定通信網基站之間主要是通過電纜線路進行信息傳輸，這些電纜線路在惡劣環境下容易出現各種通信故障，山丘地區的固定電話終端容易遭受雷擊損害，因此構建科學有效的山洪災害監測預警系統勢在必行。

二、山洪災害監測預警系統開發設計

1、系統組成

（1）預警系統

山洪災害監測預警系統主要包括群測群防預警系統和防御預警系統，山洪災害預警平臺和防治信息采集是整個預警系統的核心，提供全面的山洪災害數據信息，包含數據庫子系統、計算機網絡系統、信息查詢系統、信息匯集系統等，山洪災害防御預警系統包括預警系統、預報決策系統、信息查詢系統、信息匯集系統等，建立縣級以上的山洪防汛指揮體系，對于山洪災害發生頻繁的地區，應建設山洪災害防御預警系統，實時獲取水雨情信息，實時發布山洪災害警報預報。山洪災害監測預警系統必須具有水雨情和氣象信息查詢、水雨情報汛、預報決策、水文信息預警等功能[2]。

（2）監測系統

山洪災害監測系統建設，應配置合理的設備設施，構建信息傳輸通信組網，科學布設監測站網，村、鄉的山洪災害監測系統應盡量采用簡易的監測設備，縣級的山洪災害檢測系統應結合山洪災害特點和經濟狀況，引進自動化程度高、先進、實用的監測設備和檢測技術。我國山洪災害發生的原因比較復雜，破壞范圍廣，應適當加密各個地區的水文氣象監測站點，及時發布山洪災害的預警信息，有效控制水雨情[3]。

2、系統設計

（1）氣象信息采集

山洪災害監測預警系統的氣象信息采集模塊，各個地區的防汛部門應實時監測氣象信息，開拓氣象資源采集和獲取途徑，基于計算機網絡系統，開發氣象信息采集值守程序，支持衛星云圖實時自動采集，天氣預報信息的自動化采集和搜索，支持區域氣象天氣預報，支持自動化采集雷達回波圖等[4]。

（2）水雨情監測采集

水雨情監測系統主要用于監測水位和雨量變化，再配合圖像視頻監測，該監測系統不僅包含水文儀器設備、自動雨量、自動水位計的技術規范，還包括山洪災害監測預警系統構建所需的設備、數據通信、水雨情觀測、站網規劃設計等標準。結合山洪災害監測預警系統構建的實際情況，應基于當前的水文監測規范，完善自動檢測站衛星通信標準、檢測設備和站點建設。衛星通信自動化監測站應遵循衛星通信信道的技術參數和技術方案，結合監測設備的接地、防雷、電源等技術要求，設定科學合理的視頻監測站、自動水位站、自動雨量站等監測站點標準，嚴格控制自動雨量站的報汛時間間隔，按照增量上報和定時上報的標準，自動化監測站應按照《水文監測通信規約》，優化通信信道設置，提高水雨情信息監測的時效性。

（3）鄉村防災預警系統

鄉村預警報警系統主要是用于預報分析和采集監測信息，利用科學合理的預警方式和預警程序，準確、及時地傳送山洪災害預警信息，預警區工作人員應結合山洪災害防御預案，采取科學有效的防范措施。鄉村預警報警系統除了傳統的鳴哨、人工敲鑼、手搖報警器等傳統方式，還可以通過電視、無線預報廣播、短信、傳真、電話等線上線下途徑。同時，結合當前的公眾通信機制，實現電視、廣播和移動通信網的集成，提供便捷的信息服務功能。由于鄉村應急能力比較薄弱，山洪防災預警系統應構建鄉鎮級預警站點，積極配合當地的防汛部門，結合我國的防洪減災機制，共享縣、市、省的防汛減災信息化系統，科學有效地處置洪水、暴雨、臺風等突發性災害事件。另外，鄉村防災預警系統應實時掌握汛情信息，為防汛部門的管理指揮提供決策支持，提供全面詳實的山洪災害信息，實現山洪災害的點對點預警，實現精確化的控制和指揮，使鄉村防災預警系統和縣級山洪災害檢測預警系統實現無縫對接，確保汛情信息的快速、有效流轉，并且該防災預警系統應支持3G、GPRS、ADSL、專網、固網等多樣化的接入方式[5]，靈活進行組網，及時快捷地發布山洪災害信息。

結束語：

近年來，我國山洪災害事故頻發，構建山洪災害監測預警系統勢在必行，結合各個地區的實際情況，優化和完善山洪災害監測預警系統開發設計，嚴格把關各個子系統和模塊，構建健全的山洪災害監測預警機制，在未來發展過程中應加大對山洪災害監測預警系統的分析和研究，充分發揮山洪災害監測預警系統的應用優勢。

參考文獻：

[1]劉昌東.山洪災害監測預警系統標準化研究[D].中國水利水電科學研究院，2013.

[2]陳冬君.山洪災害監測預警系統的設計與開發[D].吉林大學，2013.

[3]馬建明，劉昌東，程先云，吳劍.山洪災害監測預警系統標準化綜述[J].中國防汛抗旱，2014，06：9-11.

[4]劉昌東，馬建明，張念強，趙振宇，萬金紅.縣級山洪災害監測預警系統軟件研發及其思考[J].中國防汛抗旱，2013，03：26-28+38.

[5]翟家瑞，祝杰.山洪災害監測預警系統建設的思考與建議[J].人民黃河，2014，05：4-5+63.