汪吉萍，安云凱

(1.黑龍江省防汛抗旱保障中心，哈爾濱150001;2.蘿北縣水務(wù)局，黑龍江蘿北154200)

穆棱市位于黑龍江省東南部，屬小興安嶺完達(dá)山余脈，地貌以中、低山和丘陵為主，是黑龍江省東部地帶老爺嶺和太平嶺山脈的分布區(qū)，平均海拔高度600 m。市域內(nèi)河網(wǎng)密布，水資源豐富，共有大小河流1 323條。穆棱市多年平均降水量為530 mm，降水以7、8、9這3個(gè)月為主，占年降水量的75%。特殊的地理氣候特點(diǎn)使穆棱市洪水頻繁發(fā)生，特別是山洪災(zāi)害多次發(fā)生。建國(guó)以來(lái)，穆棱市發(fā)生山洪災(zāi)害100余次，累計(jì)造成直接經(jīng)濟(jì)損失2億元。

為減少山洪災(zāi)害造成的損失，在穆棱市易受山洪威脅范圍內(nèi)開(kāi)展以建設(shè)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、完善防御預(yù)案、強(qiáng)化群測(cè)群防體系、宣傳防御知識(shí)、提高全民防災(zāi)避災(zāi)意識(shí)等非工程措施為主的山洪災(zāi)害防治建設(shè)，有效防御山洪災(zāi)害，改變穆棱市山洪災(zāi)害日趨嚴(yán)重的局面，最大程度保護(hù)預(yù)警范圍內(nèi)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、42個(gè)村屯、16萬(wàn)人民群眾生命安全和財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)為全國(guó)山洪災(zāi)害防治規(guī)劃項(xiàng)目的全面實(shí)施積累經(jīng)驗(yàn)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1)以人為本，以保障人民群眾生命安全為首要目標(biāo)。

2)因地制宜、突出重點(diǎn)。

3)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定可靠、容易實(shí)施、便于操作和推廣。

4)遵循相關(guān)規(guī)程、規(guī)范。

5)充分利用現(xiàn)有氣象、水文及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)，系統(tǒng)建設(shè)要與相關(guān)行業(yè)的規(guī)劃、建設(shè)相協(xié)調(diào)。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

穆棱市山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)主要包括水雨情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)。

2.1 水雨情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

水雨情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括水雨情監(jiān)測(cè)站網(wǎng)布設(shè)、信息采集、信息傳輸通信組網(wǎng)、設(shè)備設(shè)施配置等。山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)采用基于平臺(tái)的山洪災(zāi)害防御預(yù)警系統(tǒng)和山洪災(zāi)害群測(cè)群防預(yù)警系統(tǒng)兩種模式相結(jié)合的方式。系統(tǒng)組成見(jiàn)圖1。

圖1 山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1.1 站網(wǎng)布設(shè)

穆棱市行政區(qū)劃面積6 673 km2，山洪災(zāi)害防治區(qū)總面積1 356 km2，根據(jù)《全國(guó)山洪災(zāi)害防治試點(diǎn)縣實(shí)施方案編制大綱》要求，山洪災(zāi)害嚴(yán)重的區(qū)域按照20～100 km2/站的密度布設(shè)雨量站;特別嚴(yán)重的按20～30 km2/站的密度布設(shè)雨量站。在穆棱全市布設(shè)雨量、水位監(jiān)測(cè)站點(diǎn)總計(jì)97個(gè)(包括原有10個(gè)氣象雨量站和12個(gè)水文雨量站)，其中自動(dòng)遙測(cè)雨量站20個(gè)，自動(dòng)遙測(cè)水位站3個(gè)，人工雨量站41個(gè)，人工水位站2個(gè)，簡(jiǎn)易雨量站28個(gè)，簡(jiǎn)易水位站3個(gè)，并建設(shè)指揮中心1座、中繼站2座。

2.1.2 通信組網(wǎng)設(shè)計(jì)

穆棱市監(jiān)測(cè)預(yù)警通信根據(jù)本市現(xiàn)有的通信條件和運(yùn)行情況，人工監(jiān)測(cè)站采用語(yǔ)音報(bào)汛進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)報(bào)汛信息的自動(dòng)接收、處理和入庫(kù)。自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)傳輸通信，采用超短波為主信道，GPRS/GSM為備用信道的通信方式組網(wǎng)。

2.1.3 中繼站布設(shè)

在馬橋河大崗和代馬溝大崗設(shè)立2個(gè)中繼站，設(shè)備配置主要有遙測(cè)終端、通信終端、電源系統(tǒng)、避雷設(shè)備等。

2.1.4 其它自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)信息的入網(wǎng)

穆棱市所轄區(qū)域內(nèi)有牡丹江市水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)、穆棱市氣象雨量自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)。其中牡丹江市水文自動(dòng)測(cè)報(bào)站12座、穆棱市氣象雨量自動(dòng)測(cè)報(bào)站10座，它們的數(shù)據(jù)接收機(jī)作為局域網(wǎng)絡(luò)的一臺(tái)客戶(hù)終端，實(shí)時(shí)接收測(cè)站數(shù)據(jù)并寫(xiě)入數(shù)據(jù)文件，編寫(xiě)轉(zhuǎn)換程序定時(shí)將該數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)讀取并寫(xiě)入穆棱市防汛指揮中心的自動(dòng)測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2.2 預(yù)警系統(tǒng)組成

根據(jù)穆棱市山洪災(zāi)害防御工作的特點(diǎn)和山洪災(zāi)害預(yù)警決策的需求，穆棱市預(yù)警系統(tǒng)由山洪災(zāi)害防御信息匯集與預(yù)警平臺(tái)兩部分組成?？h級(jí)建設(shè)山洪防御指揮中心，搭建山洪災(zāi)害防御信息匯集與預(yù)警平臺(tái)，為收集山洪災(zāi)害防治區(qū)水雨情數(shù)據(jù)信息以及其它部門(mén)的相關(guān)信息、信息查詢(xún)、山洪預(yù)報(bào)決策、預(yù)警等服務(wù)。

信息匯集方式為自動(dòng)遙測(cè)監(jiān)測(cè)站以超短波為主信道、GPRS為備用信道，人工監(jiān)測(cè)站采用PSTN進(jìn)行通信組網(wǎng)。預(yù)警方式采用中心站自動(dòng)發(fā)布短信預(yù)警、超短波預(yù)警和電話(huà)通知、電視臺(tái)發(fā)布通知、警報(bào)器報(bào)警、鑼鼓報(bào)警等方式，應(yīng)急情況縣、鄉(xiāng)采用衛(wèi)星電話(huà)通信和預(yù)警。建立穆棱市山洪災(zāi)害防治指揮中心1個(gè)，中繼站2座，購(gòu)置超短波通信10套，對(duì)講機(jī)50部，銅鑼100面，衛(wèi)星電話(huà)11部，發(fā)電機(jī)1臺(tái)。

圖2 山洪預(yù)警系統(tǒng)流程圖

3 系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施配置

3.1 監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)施配置

1)簡(jiǎn)易雨量站安裝簡(jiǎn)易雨量監(jiān)測(cè)設(shè)施，簡(jiǎn)易水位站設(shè)置簡(jiǎn)易的水尺樁，落實(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)責(zé)人，對(duì)雨量、水位觀測(cè)方法和山洪避險(xiǎn)措施進(jìn)行培訓(xùn)，當(dāng)實(shí)測(cè)雨量或水位達(dá)到臨界值時(shí)，負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)通知附近的居民作好防洪準(zhǔn)備或撤離險(xiǎn)區(qū)。

2)人工監(jiān)測(cè)雨量站配置雨量觀測(cè)設(shè)備和程控電話(huà)，在中心站配置語(yǔ)音卡，實(shí)現(xiàn)人工監(jiān)測(cè)雨量站的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)墓δ堋?/p>

3)人工監(jiān)測(cè)水位站配置水位觀測(cè)水尺，采用人工觀測(cè)水位，通過(guò)電話(huà)語(yǔ)音報(bào)汛系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)接收處理平臺(tái)，也可通過(guò)移動(dòng)電話(huà)以話(huà)傳的方式進(jìn)行傳輸。

4)自動(dòng)監(jiān)測(cè)雨量站配置翻斗式雨量傳感器、通信終端、電源系統(tǒng)以及避雷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)雨情信息的自動(dòng)采集和自動(dòng)傳輸。供電采用太陽(yáng)能浮充蓄電池方式供電。

5)自動(dòng)監(jiān)測(cè)水位站配置翻斗式雨量傳感器、水位傳感器、通信終端、太陽(yáng)能浮充蓄電池電源系統(tǒng)、避雷設(shè)備和人工置數(shù)器。

3.2 預(yù)警系統(tǒng)及設(shè)備配置

1)遙測(cè)站本地廣播。當(dāng)遙測(cè)站的小時(shí)雨量超過(guò)設(shè)定的小時(shí)報(bào)警雨量，遙測(cè)站具有本地報(bào)警聲音，本地防汛值班人員可以使用語(yǔ)音廣播人工廣播報(bào)警通知。

2)監(jiān)控中心自動(dòng)發(fā)布短信。監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)了短信平臺(tái)，當(dāng)信息采集軟件接收到各站的雨量時(shí)，自動(dòng)計(jì)算小時(shí)雨量和日雨量，當(dāng)小時(shí)雨量超過(guò)用戶(hù)設(shè)定的小時(shí)報(bào)警雨量時(shí)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制短信平臺(tái)發(fā)送短信報(bào)警信息給預(yù)先設(shè)定的手機(jī)用戶(hù)。

3)監(jiān)控中心人工發(fā)布短信。監(jiān)控中心軟件短信平臺(tái)設(shè)計(jì)了人工交互界面，系統(tǒng)管理人員可以在計(jì)算機(jī)上輸入需要發(fā)送的信息，以批量或個(gè)體的方式發(fā)送到集體人員、各級(jí)人員或每名人員。

4)電話(huà)通知。監(jiān)控中心可利用電信部門(mén)的公用電話(huà)直接指揮、通知各級(jí)防汛責(zé)任人。

5)電視臺(tái)發(fā)布通知。遇到特殊雨水情時(shí)，可通過(guò)電視臺(tái)發(fā)布報(bào)警通知，市廣播電視局中斷其它所有電視節(jié)目，所有頻道不間斷地播放市防汛指揮部命令，及時(shí)向群眾發(fā)布預(yù)警通知。

6)超短波電臺(tái)和對(duì)講機(jī)通知。在市、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))配置超短波電臺(tái)，防汛重點(diǎn)村屯配置對(duì)講機(jī)。當(dāng)市、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))之間可采用超短波電臺(tái)發(fā)布預(yù)警通知，鄉(xiāng)(鎮(zhèn))和村屯之間可采用超短波電臺(tái)與對(duì)講機(jī)發(fā)布預(yù)警通知。

7)衛(wèi)星電話(huà)通知。在市(縣)級(jí)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)配置衛(wèi)星電話(huà)，當(dāng)其它通信方式均無(wú)法運(yùn)行時(shí)，市(縣)級(jí)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)可采用衛(wèi)星電話(huà)發(fā)布預(yù)警通知。

8)手搖警報(bào)器通知。城區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行人員轉(zhuǎn)移時(shí)可采用手搖警報(bào)器發(fā)布轉(zhuǎn)移通知。

9)銅鑼通知。銅鑼具有聲音傳遞遠(yuǎn)、操做簡(jiǎn)單、保管方便、價(jià)格便宜等特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，易受山洪威脅的村屯采用銅鑼發(fā)布人員轉(zhuǎn)移通知。

4 系統(tǒng)功能

穆棱市山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控中心將自動(dòng)接收雨水情信息和氣象信息，通過(guò)實(shí)時(shí)處理進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)根據(jù)事先設(shè)定的雨量值和水位值，自動(dòng)發(fā)生本地聲光報(bào)警，提醒防汛值班人員密切監(jiān)控。同時(shí)，系統(tǒng)將每小時(shí)進(jìn)行一次自動(dòng)定時(shí)預(yù)報(bào)，當(dāng)預(yù)報(bào)的洪峰流量和水位超過(guò)臨界值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)生本地聲光報(bào)警。也可以進(jìn)行人工實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，加入未來(lái)可能的降雨量，使預(yù)報(bào)值更加精確。防汛人員根據(jù)雨水情及時(shí)會(huì)商，通過(guò)系統(tǒng)操作將會(huì)商指令通過(guò)GSM手機(jī)短信發(fā)送到穆棱市指揮部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和可能發(fā)生山洪災(zāi)害區(qū)域鄉(xiāng)、村指揮機(jī)構(gòu)責(zé)任人進(jìn)行報(bào)警通知;或通過(guò)電話(huà)進(jìn)行報(bào)警通知;或通過(guò)廣播電臺(tái)和電視臺(tái)發(fā)布報(bào)警通知。預(yù)警程序市、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村、組、戶(hù)5級(jí)層層通知到各級(jí)防汛責(zé)任人和每戶(hù)每人，及時(shí)組織群眾脫險(xiǎn)轉(zhuǎn)移，避免人員傷亡。

5 系統(tǒng)特點(diǎn)

1)準(zhǔn)確性。雨水情信息通過(guò)自動(dòng)和人工采集，通過(guò)利用超短波為主信道，GPRS或GSM為備用信道，輔以電話(huà)人工通信，準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)采集實(shí)時(shí)降雨工情信息。

2)及時(shí)性。系統(tǒng)能根據(jù)采集的實(shí)時(shí)雨水情信息進(jìn)行分析，判別出是否需要發(fā)警報(bào)，需要發(fā)哪一級(jí)警報(bào)，警報(bào)要發(fā)送給哪些區(qū)域的哪些人，大大提高了報(bào)警發(fā)布的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和針對(duì)性，為群眾安全轉(zhuǎn)移爭(zhēng)取了時(shí)間。

3)可靠性。系統(tǒng)設(shè)備均采用市場(chǎng)上主流、成熟的專(zhuān)業(yè)設(shè)備，室外設(shè)備還具有防雨、防雷等功能，使系統(tǒng)能在惡劣的環(huán)境下運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

4)經(jīng)濟(jì)性。系統(tǒng)總體方案簡(jiǎn)單實(shí)用有效，與工程規(guī)模相適應(yīng)，選用的設(shè)備具有較高的性能價(jià)格比，使整個(gè)系統(tǒng)的投資及運(yùn)行成本較低，經(jīng)濟(jì)性好。

5)兼容性。該系統(tǒng)的兼容性強(qiáng)、用途廣泛，增加部分軟硬件開(kāi)發(fā)就能促進(jìn)單位的實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化、信息化建設(shè)和異地防汛視頻會(huì)商功能。

6 結(jié)語(yǔ)

山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)就是運(yùn)用水文、氣象自動(dòng)(人工)測(cè)報(bào)、預(yù)報(bào)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)輔助決策、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、遙測(cè)遙感、現(xiàn)代通信等成熟技術(shù)，建立一套基于地理信息系統(tǒng)的平臺(tái)，以縣級(jí)中小流域?yàn)轭A(yù)警單元，對(duì)山洪災(zāi)害重點(diǎn)防御區(qū)實(shí)現(xiàn)提前有效的預(yù)報(bào)預(yù)警，最大程度減少和避免山洪地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。穆棱市山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)施，是對(duì)防御山洪災(zāi)害做了積極有益地探索，為今后我省山洪災(zāi)害防御工作提供了可以借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

［1］穆棱市防汛抗旱指揮部辦公室.黑龍江省穆棱市山洪災(zāi)害防御試點(diǎn)縣實(shí)施方案［R］.穆棱:穆棱市防汛抗旱指揮部辦公室，2009.

［2］胡維忠，葉秋萍，等.構(gòu)建科學(xué)的山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)［J］.中國(guó)水利，2007(14):34－37.