孫文偉

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115003)

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，一些流域的山區(qū)河谷平原成為我國重點經(jīng)濟開發(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、泥石流時常發(fā)生，一旦遇有特大山洪災害(遼南81.7.28山洪泥石流)，將給該區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展造成巨大損失，嚴重威脅人民生命、財產(chǎn)安全。因此，對區(qū)域進行普查、研究，用現(xiàn)代手段進行監(jiān)測、傳送、分析、預警建設(shè)，實時傳輸災害情報，提前預警、提前預防，避免災害、次生災害的發(fā)生有著重要的社會經(jīng)濟意義。

1 國內(nèi)外發(fā)展背景

山洪泥石梳災害預警—直是國內(nèi)外防災減災領(lǐng)域研究的熱點，20世紀70年代前蘇聯(lián)的學者就提出了泥石流時間預報、空間預報、規(guī)模和特征值預報的概念[1]。到上世紀80年代，日本、美國及前蘇聯(lián)都已進行了一些關(guān)于暴雨泥石流預報的研究并發(fā)表了部分研究成果。目前，奧地利在荒溪分類與危險區(qū)制圖技術(shù)，日本在泥石流的工程整治及發(fā)展防災警報與預報系統(tǒng)方面均處于國際領(lǐng)先地位。我國的泥石流預報研究也始于上世紀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)進行更深入廣泛的研究[2]。遼寧省在2013年實施 了《山洪項目防治實施方案》及《山洪災害監(jiān)測預警信息管理及共享系統(tǒng)實施方案》，對山洪泥石流預警建設(shè)提上議事日程。

2 項目建設(shè)架構(gòu)

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

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，實現(xiàn)手段可用湖北一方生產(chǎn)的YAC9900遙測終端機組建雨水情信息采集、發(fā)送等工作。

2.3 水情中心機房的信息接收、信息查詢子系統(tǒng)建設(shè)

水情中心機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)接收處理計算機、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)主要實現(xiàn)平臺所轄各監(jiān)測站的水雨情信息的實時接收、處理和入庫。信息查詢子系統(tǒng)主要實現(xiàn)防汛決策部門、系統(tǒng)維護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(見圖1)。

圖1 山洪、泥石流災害預警預測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.4 預報決策子系統(tǒng)(視頻)建設(shè)

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

3 山洪預警指標確定

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

3.1 Ⅳ級提示性預警(綠色)雨水情臨界值確定

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

雨量劃分標準:縣級監(jiān)測到的1小時、3小時、6小時、24小時或時段降雨量值雖已達到Ⅳ級提示性預警標準，目前無災情報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，做好防御準備，加強值守或巡查、監(jiān)測。例如:蓋州雨量臨界指標(見表1)。

表1 縣級提示性預警臨界雨量參考值

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

表2 縣級提示性預警臨界水位參考值

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

3.2 Ⅲ級告知性預警(黃色)雨水情臨界值確定

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

雨量劃分標準:縣級監(jiān)測到的1小時、3小時、6小時、24小時或時段降雨量值雖已達到告知性預警標準，目前無災情報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，做好防御準備，加強值守或巡查、監(jiān)測。

表3 縣級告知性預警臨界雨量參考值

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

表4 縣級告知性預警臨界水位參考值

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

3.3 Ⅱ級警戒性預警(橙色)雨水情臨界值確定

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

雨量劃分標準:縣級監(jiān)測到的1小時、3小時、6小時、24小時或時段降雨量值已遠超預警標準，雨勢仍然較強，有必要采取人員轉(zhuǎn)移或撤離準備。

表5 縣級警戒性預警臨界雨量參考值

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

表6 縣級警戒性預警臨界水位參考值

市氣象臺發(fā)出橙色氣象災害預警信號等級天氣。警戒性預警，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，必須確認收達。警戒性預警要通知到單位負責人、戶組長、轉(zhuǎn)移責任人，一般還要通知到其他基層防汛工作人員。

3.4 Ⅰ級警戒性預警(橙色)雨水情臨界值確定

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

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

表7 縣級緊急性預警臨界雨量參考值

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

表8 縣級緊急性預警臨界水位參考值

市氣象臺發(fā)出紅色氣象災害預警信號等級天氣。緊急性預警，可以采用電話、傳真、高音喇叭、銅鑼等形式，采用傳真的，必須確認收達。緊急性預警要通知到單位負責人、戶組長、戶主、轉(zhuǎn)移責任人，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間內(nèi)即可造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。建設(shè)山洪、泥石流災害監(jiān)測預警系統(tǒng)，能及時發(fā)布預報、預警、警報信息，使附近居民及時逃險、避險，可以最大限度保障人民群眾生命安全，減少災害損失，社會經(jīng)濟效益巨大。

[1]弗萊施曼[蘇].泥石流[M].姚德基譯.北京:科學出版社.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)字減災系統(tǒng)建立及其應用[J].災害學.2006，21(3):10 －14.

[4]費祥俊，舒安平.泥石流運動機理與災害防治[M].清華大學出版社.2004.

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