孫文偉

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115003)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一些流域的山區(qū)河谷平原成為我國重點(diǎn)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，區(qū)域內(nèi)工農(nóng)業(yè)發(fā)展很快。高速鐵路、高速公路、客運(yùn)專線等從中穿過，有很多國有大中型企業(yè)坐落其中。區(qū)域內(nèi)小流域暴雨山洪、泥石流時(shí)常發(fā)生，一旦遇有特大山洪災(zāi)害(遼南81.7.28山洪泥石流)，將給該區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成巨大損失，嚴(yán)重威脅人民生命、財(cái)產(chǎn)安全。因此，對區(qū)域進(jìn)行普查、研究，用現(xiàn)代手段進(jìn)行監(jiān)測、傳送、分析、預(yù)警建設(shè)，實(shí)時(shí)傳輸災(zāi)害情報(bào)，提前預(yù)警、提前預(yù)防，避免災(zāi)害、次生災(zāi)害的發(fā)生有著重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。

1 國內(nèi)外發(fā)展背景

山洪泥石梳災(zāi)害預(yù)警—直是國內(nèi)外防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，20世紀(jì)70年代前蘇聯(lián)的學(xué)者就提出了泥石流時(shí)間預(yù)報(bào)、空間預(yù)報(bào)、規(guī)模和特征值預(yù)報(bào)的概念[1]。到上世紀(jì)80年代，日本、美國及前蘇聯(lián)都已進(jìn)行了一些關(guān)于暴雨泥石流預(yù)報(bào)的研究并發(fā)表了部分研究成果。目前，奧地利在荒溪分類與危險(xiǎn)區(qū)制圖技術(shù)，日本在泥石流的工程整治及發(fā)展防災(zāi)警報(bào)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)方面均處于國際領(lǐng)先地位。我國的泥石流預(yù)報(bào)研究也始于上世紀(jì)80年代、先后在東川市蔣家溝開展了泥石流觀測研究，取得了一定的成果并在繼續(xù)進(jìn)行更深入廣泛的研究[2]。遼寧省在2013年實(shí)施 了《山洪項(xiàng)目防治實(shí)施方案》及《山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警信息管理及共享系統(tǒng)實(shí)施方案》，對山洪泥石流預(yù)警建設(shè)提上議事日程。

2 項(xiàng)目建設(shè)架構(gòu)

近年來，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，為山洪泥石流預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)提供了有效途徑。本文就山洪、泥石流預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行以下三方面研究。

2.1 山洪模型編制

為配合系統(tǒng)的建設(shè)，編制流域內(nèi)山洪產(chǎn)匯流模型，使之程序化，成為總體框架內(nèi)的一部分。根據(jù)不同下墊面情況，可以用以下模型:新安江模型、薩克拉門托(sacramento)模型、水箱(tank)模型、API模型。

2.2 雨水情監(jiān)測建設(shè)

水雨情監(jiān)測系統(tǒng)包括雨量監(jiān)測和水位(流量)監(jiān)測，內(nèi)容主要包含水雨情監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)、傳輸通信組網(wǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施施工等[3]。監(jiān)測項(xiàng)目主要包括降雨量、水位(流量)。站類主要包括雨量站、水文站。雨量站監(jiān)測雨量信息，水文站(水庫站)監(jiān)測的信息主要包括雨量和水位(流量)。目前，實(shí)現(xiàn)手段可用湖北一方生產(chǎn)的YAC9900遙測終端機(jī)組建雨水情信息采集、發(fā)送等工作。

2.3 水情中心機(jī)房的信息接收、信息查詢子系統(tǒng)建設(shè)

水情中心機(jī)房是山洪泥石流系統(tǒng)的處理、分析部分，由數(shù)據(jù)接收通信設(shè)備、數(shù)據(jù)接收處理計(jì)算機(jī)、電源以及設(shè)備安裝設(shè)施和避雷系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)接收處理單元建設(shè)主要實(shí)現(xiàn)平臺所轄各監(jiān)測站的水雨情信息的實(shí)時(shí)接收、處理和入庫。信息查詢子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)防汛決策部門、系統(tǒng)維護(hù)管理等部門提供基于WEB方式的各類數(shù)據(jù)信息的查詢服務(wù)(見圖1)。

圖1 山洪、泥石流災(zāi)害預(yù)警預(yù)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.4 預(yù)報(bào)決策子系統(tǒng)(視頻)建設(shè)

山洪、泥石流災(zāi)害預(yù)報(bào)決策子系統(tǒng)(視頻)是基于平臺的山洪、泥石流災(zāi)害預(yù)警預(yù)測系統(tǒng)的重要組成部分，為山洪、泥石流災(zāi)害防御指揮部門提供包括水雨情分析預(yù)報(bào)、圖像等。分為預(yù)警信息生成、子系統(tǒng)維護(hù)及管理等3個(gè)模塊。

3 山洪預(yù)警指標(biāo)確定

防汛指揮部門在山洪即將發(fā)生時(shí)之前，依據(jù)雨情、水情在規(guī)定時(shí)間內(nèi)強(qiáng)度大小，指揮當(dāng)?shù)厝罕娞与U(xiǎn)、避險(xiǎn)，是實(shí)際工作中必備防洪指標(biāo)。山洪預(yù)警指標(biāo)可根據(jù)相應(yīng)山洪發(fā)生程度的不同，與氣象天氣預(yù)警相匹配，制定四極山洪預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，即:Ⅳ級提示性預(yù)警(綠色)、Ⅲ級告知性預(yù)警(黃色)、Ⅱ級警戒性預(yù)警(橙色)、Ⅰ級緊急性預(yù)警(紅色)。

3.1 Ⅳ級提示性預(yù)警(綠色)雨水情臨界值確定

可根據(jù)當(dāng)?shù)厣胶橐装l(fā)區(qū)流域的雨水情，收集歷年資料、發(fā)生災(zāi)害等情況，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析，確定Ⅳ級提示性預(yù)警臨界雨量指標(biāo)。

雨量劃分標(biāo)準(zhǔn):縣級監(jiān)測到的1小時(shí)、3小時(shí)、6小時(shí)、24小時(shí)或時(shí)段降雨量值雖已達(dá)到Ⅳ級提示性預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，目前無災(zāi)情報(bào)告也無需采取人員轉(zhuǎn)移或撤離，未來雨勢較弱、天氣不夠明朗，但須引起關(guān)注，做好防御準(zhǔn)備，加強(qiáng)值守或巡查、監(jiān)測。例如:蓋州雨量臨界指標(biāo)(見表1)。

表1 縣級提示性預(yù)警臨界雨量參考值

水位(流量)劃分標(biāo)準(zhǔn):各水位觀測點(diǎn)達(dá)到各級預(yù)警水位，或水庫的泄洪量達(dá)到警戒水位。各小流域水位觀測點(diǎn)(段)斷面位置及各級預(yù)警水位根據(jù)各小流域?qū)嶋H情況，確定提示性預(yù)警臨界水位參考值(見表2)。

表2 縣級提示性預(yù)警臨界水位參考值

市氣象臺發(fā)出黃色氣象災(zāi)害預(yù)警信號等級天氣。提示性預(yù)警，可以采用電話、短信、傳真等形式。預(yù)警要通知到單位負(fù)責(zé)人，一般還要通知到基層防汛工作人員。

3.2 Ⅲ級告知性預(yù)警(黃色)雨水情臨界值確定

可根據(jù)當(dāng)?shù)厣胶橐装l(fā)區(qū)流域的雨水情，收集歷年資料、發(fā)生災(zāi)害等情況，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析，確定Ⅲ級告知性臨界雨量指標(biāo)(見表3)。

雨量劃分標(biāo)準(zhǔn):縣級監(jiān)測到的1小時(shí)、3小時(shí)、6小時(shí)、24小時(shí)或時(shí)段降雨量值雖已達(dá)到告知性預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，目前無災(zāi)情報(bào)告也無需采取人員轉(zhuǎn)移或撤離，未來雨勢和天氣不夠明朗，但須引起關(guān)注，做好防御準(zhǔn)備，加強(qiáng)值守或巡查、監(jiān)測。

表3 縣級告知性預(yù)警臨界雨量參考值

水位(流量)劃分標(biāo)準(zhǔn):各水位觀測點(diǎn)達(dá)到各級預(yù)警水位，或水庫的泄洪量達(dá)到警戒水位。各小流域水位觀測點(diǎn)(段)斷面位置及各級預(yù)警水位根據(jù)各小流域?qū)嶋H情況，確定提示性預(yù)警臨界水位參考值(見表4)。

表4 縣級告知性預(yù)警臨界水位參考值

市氣象臺發(fā)出黃色氣象災(zāi)害預(yù)警信號等級天氣。告知性預(yù)警，可以采用電話、短信、傳真等形式。告知性預(yù)警要通知到單位負(fù)責(zé)人，一般還要通知到基層防汛工作人員。

3.3 Ⅱ級警戒性預(yù)警(橙色)雨水情臨界值確定

可根據(jù)當(dāng)?shù)厣胶橐装l(fā)區(qū)流域的雨水情，收集歷年資料、發(fā)生災(zāi)害等情況，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析，確定Ⅲ級告知性臨界雨量指標(biāo)(見表5)。

雨量劃分標(biāo)準(zhǔn):縣級監(jiān)測到的1小時(shí)、3小時(shí)、6小時(shí)、24小時(shí)或時(shí)段降雨量值已遠(yuǎn)超預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，雨勢仍然較強(qiáng)，有必要采取人員轉(zhuǎn)移或撤離準(zhǔn)備。

表5 縣級警戒性預(yù)警臨界雨量參考值

水位(流量)劃分標(biāo)準(zhǔn):各水位觀測點(diǎn)達(dá)到各級預(yù)警水位，或尾礦庫的泄洪量達(dá)到警戒水位。各小流域水位觀測點(diǎn)(段)斷面位置及各級預(yù)警水位根據(jù)各小流域?qū)嶋H情況，確定警戒性預(yù)警臨界水位參考值(見表6)。

表6 縣級警戒性預(yù)警臨界水位參考值

市氣象臺發(fā)出橙色氣象災(zāi)害預(yù)警信號等級天氣。警戒性預(yù)警，可以采用先短信，后電話、傳真、高音喇叭、銅鑼等形式，采用短信、傳真的，必須確認(rèn)收達(dá)。警戒性預(yù)警要通知到單位負(fù)責(zé)人、戶組長、轉(zhuǎn)移責(zé)任人，一般還要通知到其他基層防汛工作人員。

3.4 Ⅰ級警戒性預(yù)警(橙色)雨水情臨界值確定

可根據(jù)當(dāng)?shù)厣胶橐装l(fā)區(qū)流域的雨水情，收集歷年資料、發(fā)生災(zāi)害等情況，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析，確定Ⅲ級告知性臨界雨量指標(biāo)(見表7)。

雨量劃分標(biāo)準(zhǔn):縣級監(jiān)測到的1小時(shí)、3小時(shí)、6小時(shí)、24小時(shí)或時(shí)段降雨量值連續(xù)大超預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，雨勢仍然較強(qiáng)，有必要迅速采取人員轉(zhuǎn)移或撤離的。

表7 縣級緊急性預(yù)警臨界雨量參考值

水位(流量)劃分標(biāo)準(zhǔn):各水位觀測點(diǎn)達(dá)到各級預(yù)警水位，或尾礦庫的泄洪量達(dá)到警戒水位。各小流域水位觀測點(diǎn)(段)斷面位置及各級預(yù)警水位根據(jù)各小流域?qū)嶋H情況，確定警戒性預(yù)警臨界水位參考值(見表8)。

表8 縣級緊急性預(yù)警臨界水位參考值

市氣象臺發(fā)出紅色氣象災(zāi)害預(yù)警信號等級天氣。緊急性預(yù)警，可以采用電話、傳真、高音喇叭、銅鑼等形式，采用傳真的，必須確認(rèn)收達(dá)。緊急性預(yù)警要通知到單位負(fù)責(zé)人、戶組長、戶主、轉(zhuǎn)移責(zé)任人，一般還要通知到其他基層防汛工作人員。

4 結(jié)語

山丘區(qū)暴雨的發(fā)生常常具有突發(fā)性，因山高坡陡，洪水匯流快，流速大，加之人口和財(cái)產(chǎn)分布在靠近河谷有限的低洼平地上，往往在洪水過境的短時(shí)間內(nèi)即可造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。建設(shè)山洪、泥石流災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，能及時(shí)發(fā)布預(yù)報(bào)、預(yù)警、警報(bào)信息，使附近居民及時(shí)逃險(xiǎn)、避險(xiǎn)，可以最大限度保障人民群眾生命安全，減少災(zāi)害損失，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益巨大。

[1]弗萊施曼[蘇].泥石流[M].姚德基譯.北京:科學(xué)出版社.1986.

[2]康志成，李焯芬，馬藹乃，等.中國泥石流研究[M].北京:科學(xué)出版社.2004.

[3]劉洪江，唐川，韓用順.基于 WebGIS的城市泥石流數(shù)字減災(zāi)系統(tǒng)建立及其應(yīng)用[J].災(zāi)害學(xué).2006，21(3):10 －14.

[4]費(fèi)祥俊，舒安平.泥石流運(yùn)動(dòng)機(jī)理與災(zāi)害防治[M].清華大學(xué)出版社.2004.

[5]崔鵬，劉世建，譚萬沛.中國泥石流監(jiān)測預(yù)報(bào)研究現(xiàn)狀與展望[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào).2000，9(2):10－15.