王躍

【摘?要】針對城市洪水預(yù)報工作的具體需要，提出了建立城市洪水預(yù)防預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)想，即建立由四個部分組成的洪水預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)，包括承擔(dān)分類管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、預(yù)警、搜索等功能的主要檢測設(shè)備和測量系統(tǒng)，以及存儲、通信等功能，并介紹了城市水文防洪系統(tǒng)中激光水位測量的適用范圍和設(shè)備安裝方法。顯示器。根據(jù)系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)顯示，促使系統(tǒng)運(yùn)行良好，可為防洪部門提供暴雨預(yù)報信息和預(yù)警信號。

【關(guān)鍵詞】洪水預(yù)報;報警系統(tǒng);城市防洪應(yīng)用

一、引言

目前我國洪澇災(zāi)害具有廣泛性、多發(fā)性、多災(zāi)多難的特點(diǎn)。水情監(jiān)測預(yù)警是防洪減災(zāi)的重要內(nèi)容。在過去的幾十年中，我國的水文監(jiān)測預(yù)報工作得到了快速的發(fā)展，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。尤其在1998年水災(zāi)之后，國家抗旱救災(zāi)體系、防洪措施等重大工程相繼完成，非公有制工程、中小河流監(jiān)測系統(tǒng)、洪水預(yù)警站等發(fā)展迅速，監(jiān)測能力大大提高，信息傳播手段更加高效、多樣化，信息量得到了翻倍的統(tǒng)計(jì)，主要河流多年成為定期洪水預(yù)報、監(jiān)測預(yù)警為政府部門和公眾監(jiān)測洪水、暴雨、洪水提供了準(zhǔn)確可靠的信息。

二、城市洪災(zāi)的形成和特點(diǎn)

水災(zāi)造成的自然災(zāi)害可被視為對人類社會的極大破壞。洪澇災(zāi)害的發(fā)生需要三個條件，分別是災(zāi)害因素、孕育環(huán)境和災(zāi)害載體。導(dǎo)致洪災(zāi)的災(zāi)害因素有暴雨、臺風(fēng)、風(fēng)暴潮等，比如河湖泛濫、水庫潰壩等。暴雨洪澇環(huán)境，包括氣象條件、集水區(qū)水文環(huán)境和底質(zhì)環(huán)境。人、植物、土地、建筑物和道路都有可能被洪水破壞。[1]

（一）城市洪災(zāi)的形成

城鎮(zhèn)洪災(zāi)是指在一定條件下，由于一系列災(zāi)害性因素所引起的與城市孕育有關(guān)的洪災(zāi)。相對于產(chǎn)生條件與自然條件非常接近的廣大農(nóng)村地區(qū)，受洪澇災(zāi)害影響的人口更多，其風(fēng)險因素和條件發(fā)生了明顯變化。城市安全是人類發(fā)展的必然選擇，但由于世界上某些地區(qū)城市化建設(shè)中存在諸多不規(guī)范現(xiàn)象，加之城市防洪能力、防洪措施等方面的不足，導(dǎo)致了城市洪災(zāi)風(fēng)險嚴(yán)重。城鎮(zhèn)化對洪災(zāi)的影響首先表現(xiàn)為局部氣候變化和城市降雨量的增加。城市降水受城市化的影響，既有熱島效應(yīng)，也有阻嚇效應(yīng)。城鄉(xiāng)結(jié)合部熱源高于農(nóng)村地區(qū)，也高于郊區(qū)。另外，由于各地樓盤較多，這一部分也會阻礙降雨氣象系統(tǒng)的流通，從而增加城市的降雨量和持續(xù)時間。其次，城市滲透率提高，導(dǎo)致暴雨洪水強(qiáng)度增大。隨著城市面積的擴(kuò)大，城市土地利用發(fā)生了很大的變化，如清除了森林雜草、平整了土地，修建了路面集水區(qū)和低洼地區(qū)的草地，大大增加了防水面積，減少了雨水滲漏和排水不暢。與此同時，城市雨水的積聚加速，引起地表徑流負(fù)荷峰值增大。再次，地表降水削弱城市防洪能力，部分城市開采過量地下水，導(dǎo)致地面水位下降，洪澇災(zāi)害地面物理高度降低，也增加了洪澇災(zāi)害對城市的威脅，導(dǎo)致城市防洪能力下降。最后，城市資產(chǎn)集中配置，導(dǎo)致洪水災(zāi)害損失增加。不同的城市經(jīng)濟(jì)類型和高資產(chǎn)密度導(dǎo)致了城市洪澇災(zāi)害損失的增加。由于水災(zāi)破壞了交通、供水和供電以及通訊網(wǎng)絡(luò)等城市生活，城市商業(yè)和貿(mào)易等間接經(jīng)濟(jì)損失的比例也在上升。城市暴雨洪澇強(qiáng)度加大，抗洪能力下降，洪水災(zāi)害損失加大。城鎮(zhèn)化發(fā)展到現(xiàn)代文明階段，有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家綜合能力建設(shè)，同時也為水災(zāi)的發(fā)生創(chuàng)造了條件。所以，城市防洪是我國防洪工作的重點(diǎn)之一，必須采取綜合性的防洪措施，加大投入，加強(qiáng)防洪管理，提高防洪減災(zāi)的綜合能力，才能適應(yīng)現(xiàn)代城市發(fā)展的要求。

（二）城市洪災(zāi)的特點(diǎn)

相對于農(nóng)業(yè)洪水而言，城市洪水是一種更為嚴(yán)重的問題，因?yàn)槌鞘泻樗哂兄厥鉃?zāi)害性質(zhì)。一些特殊形式的自然災(zāi)害發(fā)生在城市洪水中，在這種洪水中并不常見，例如河流洪水。同傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)防洪相比，城市防洪災(zāi)害的影響范圍不斷擴(kuò)大，影響程度也在不斷變化。

三、城市洪水預(yù)防預(yù)警系統(tǒng)的主要設(shè)備介紹

鑒于接收和儲存數(shù)據(jù)的需要，城市洪水預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)裝備有水頭檢測設(shè)備和主要的檢測設(shè)備。下面將介紹這兩個設(shè)備。測量單位主要負(fù)責(zé)水文數(shù)據(jù)的采集、存儲和傳輸，耗電量大，應(yīng)采用低功率設(shè)備。通訊系統(tǒng)可以采用GSM、GPRS、衛(wèi)星通訊等通訊技術(shù)，并能根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇。共用系統(tǒng)必須兼容各種通訊技術(shù)，支持聯(lián)機(jī)操作或?qū)崟r操作，與工業(yè)攝像機(jī)相連，提供直接現(xiàn)場接入。計(jì)量儀表是預(yù)警系統(tǒng)的核心部分，又分為水位、雨量兩種。水平儀主要是用激光水平儀，由于激光水平儀是用激光儀器來監(jiān)測水位變化的，所以其測量精度高，抗干擾能力強(qiáng)。[2]

四、城市洪水預(yù)防預(yù)警系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

（一）多源信息融合技術(shù)

多源信息的集成主要包括地面信息、遙感信息的集成。地表資料綜合主要依據(jù)地面水文氣象監(jiān)測資料。將遙感資料與人工觀測相結(jié)合，反映當(dāng)?shù)氐乃臍庀髼l件，通過圖像融合、遙感衛(wèi)星或雷達(dá)氣象圖像，實(shí)現(xiàn)遙感信息的整合。地面資料與遙感資料融合反映水文氣象參數(shù)及其空間分布，不同于信息源的核算與監(jiān)測原則。兩種方法均可較好地滿足水文氣象條件。

（二）分布式智能化水文預(yù)報技術(shù)

在數(shù)字高程模型的基礎(chǔ)上，提取了大量地貌信息，通過計(jì)算最小集水面積閾值和水電站、水文站的位置，來確定最小匯水面積?；诓煌乃臍庀髤^(qū)域和信息情況。產(chǎn)品流程智能配置模式、流程模式、風(fēng)險分析模式等。模擬網(wǎng)格、水流和河流徑流的運(yùn)動、河流不同部分的流量資料、洪水深度和時間。[3]

（三）高性能并行計(jì)算技術(shù)

在高精度網(wǎng)絡(luò)、集水區(qū)、流域、進(jìn)出口量和海量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行各種數(shù)據(jù)化的精確計(jì)算，以滿足洪水預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)時效性的要求，對系統(tǒng)提出了更高的要求。為此，可采用高性能并行計(jì)算技術(shù)對這些流程的各個部分進(jìn)行分離，以提高系統(tǒng)中的計(jì)算效率，使其被設(shè)計(jì)成更高的值而非更小的值。

結(jié)語：

我國經(jīng)常發(fā)生嚴(yán)重的洪水災(zāi)害。洪澇預(yù)警是防洪減災(zāi)的重要內(nèi)容。這幾十年來一直如此。水災(zāi)預(yù)警在我國發(fā)展很快，積累了豐富而寶貴的經(jīng)驗(yàn)。但是由于受時代條件的限制，我國洪水預(yù)報的預(yù)測精度和可預(yù)測性還不能完全滿足新時期防洪的需要。因此我國應(yīng)該借鑒現(xiàn)有的技術(shù)條件，在影響與風(fēng)險的基礎(chǔ)上建立新一代洪水預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊在乾.黃山市中心城區(qū)洪水預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用[C].//2001全國城市水利學(xué)術(shù)研討會論文集.北京：中國水利學(xué)會，2001：87-93.

[2]徐幫樹，賈超，王育奎，等.城市防汛預(yù)警決策支持系統(tǒng)研究及應(yīng)用[J].山東大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2011，41（2）：167-172.

[3]章偉燕.城市洪災(zāi)預(yù)報預(yù)警的GIS可視化模型研究[D].陜西：西安建筑科技大學(xué)，2012.