喬 祺，石 林，周 翀，張恒愷

（湖南省水利水電科學(xué)研究院，湖南 長沙 410007）

1 背 景

湖南省土地面積為21.18 萬km2，境內(nèi)山地、丘陵、崗地分布廣泛，占全省土地總面積的80.49%[1]。受地形地貌、地質(zhì)條件及季風(fēng)性氣候影響，山洪災(zāi)害來勢兇、成災(zāi)快，防御難度大。省內(nèi)山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)總面積為7.13 萬km2，涉及到96 個縣（市、區(qū)）1 611 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）594.05 萬人[1]。20 世紀90 年代，全省山洪災(zāi)害直接經(jīng)濟損失超過1 000 億元，因災(zāi)死亡人數(shù)1 650 人，分別占全省洪澇災(zāi)害直接經(jīng)濟損失和死亡人數(shù)的63.1%和87.9%[2]。如何降低山洪災(zāi)害的威脅，減少原生與次生災(zāi)害損失，提升防御能力，變得愈加重要。

近年來湖南省在山洪災(zāi)害防御方面的努力，取得了諸多成果，但山洪防御任務(wù)面廣量大，與此同時，山丘區(qū)社會經(jīng)濟及人口數(shù)量快速發(fā)展，新的防洪減災(zāi)情勢對監(jiān)測預(yù)警水平和技術(shù)管理能力也提出了更高的要求。湖南省在中小流域洪水預(yù)報、山洪預(yù)警信息化、入戶預(yù)警普及化等方面的發(fā)展水平與需求之間仍存在較大差距，基于現(xiàn)代實用技術(shù)的完善的山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警決策支撐體系尚未完全建立。

2 山洪災(zāi)害防御體系建設(shè)現(xiàn)狀

山洪災(zāi)害是湖南省自然災(zāi)害中造成人員傷亡和經(jīng)濟損失的主要災(zāi)種之一[3]，目前湖南省山洪災(zāi)害防御已取得的成效主要有：

1）山洪災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋。山洪災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)涵蓋了省、市、縣以及水文、氣象、國土等部門監(jiān)測信息，全省監(jiān)測站點、預(yù)警設(shè)施建設(shè)情況、基層預(yù)警平臺建設(shè)情況如表1～表3 所示。

表1 監(jiān)測站點建設(shè)情況表

表2 山洪災(zāi)害預(yù)警設(shè)施建設(shè)情況表

表3 基層預(yù)警平臺建設(shè)情況表

通過前期山洪災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，初步形成了監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)和群測群防體系，一定程度上增強了湖南省防災(zāi)減災(zāi)能力和風(fēng)險管理能力。

2）山洪災(zāi)害調(diào)查評價工作已完成。山洪災(zāi)害調(diào)查評價成果、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、技術(shù)方法對防汛減災(zāi)決策起到關(guān)鍵支撐作用，通過開展山洪災(zāi)害調(diào)查評價工作，基本查清了湖南省山洪災(zāi)害防治區(qū)人員分布、小流域基本情況，為科學(xué)確定預(yù)警指標閾值、準確劃定危險區(qū)范圍，優(yōu)化臨災(zāi)避險和搬遷安置方案等發(fā)揮了重要作用，同時將山洪災(zāi)害調(diào)查評價數(shù)據(jù)集成到山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺，為山洪災(zāi)害防治決策和措施部署起到支撐作用。

3）工程措施日趨完善。一是集中整治病險水庫，湖南省投入資金共20 多億元，治理了200 多座大中型水庫及若干座小型水庫，防洪能力有效增強；二是逐步展開小流域綜合治理和水土保持工作，已投入資金2.5億元，在水土流失較為嚴重的45 個縣共計200 余條小流域采取綜合治理措施；三是全面啟動了湘資沅澧“四水”治理，共對87 個市、縣城市堤防河道進行了整治[4]。

4）公眾的災(zāi)害防范和主動避險意識提高。各級黨委、政府把普及山洪災(zāi)害防御知識作為一項重要舉措，宣傳山洪災(zāi)害的危害，普及防御知識。原省防汛辦組織專家編寫出版了《山洪災(zāi)害防治百題問答》[4]，省氣象臺與省國土資源廳地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站聯(lián)合開展了山洪地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報，制定了《湖南省汛期山洪與地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警工作實施方案》。經(jīng)過宣傳普及，山區(qū)群眾對山洪危害、爆發(fā)前征兆、當?shù)匚ｋU區(qū)和安全區(qū)的劃分、轉(zhuǎn)移路線、安置地點等防御常識已非常了解，民眾自我防御能力不斷增強。

3 山洪災(zāi)害防御體系建設(shè)存在的問題

多年來，湖南省秉持“以人為本、以防為主、以避為上”的宗旨，落實責任、健全機制體制，逐步形成了統(tǒng)一指揮、分級負責、分工協(xié)作、社會共同參與的工作局面，但山洪災(zāi)害來勢猛、成災(zāi)快、損失大，加之隨著社會高速發(fā)展，人口密度和基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量不斷增長，現(xiàn)階段防災(zāi)形式仍不容樂觀。湖南省山洪災(zāi)害防御體系仍存在以下不足：

1）預(yù)警預(yù)報能力不足。全省監(jiān)測站點建設(shè)已趨于完善，但強降雨歷時短、成災(zāi)快，對水文預(yù)報模型的精度與模擬速度提出了更高要求?，F(xiàn)階段部分地區(qū)洪水預(yù)測仍依賴于經(jīng)驗，氣象、水文數(shù)據(jù)與水文模型未形成有效耦合，小流域降雨落點偏差、洪峰時間與洪峰流量預(yù)測不夠準確，不能完全做到科學(xué)防御。

2）現(xiàn)有山洪監(jiān)測預(yù)警平臺尚未完全整合，省級、市縣級平臺“各自為戰(zhàn)”，分別運行。系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一調(diào)度，部分業(yè)務(wù)界限不清，加之基層人員對信息系統(tǒng)缺乏了解、操作水平低，存在信息傳遞不及時、重復(fù)上報或漏報等情況，給山洪災(zāi)害信息統(tǒng)籌和決策帶來困難。

3）防御工作面廣量大，局勢不容樂觀。對山洪災(zāi)害防御缺乏系統(tǒng)規(guī)劃和研究，缺乏科學(xué)預(yù)測和積極主動的預(yù)防及搶險措施，全面系統(tǒng)的山洪災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)體系尚未完全建立。

4 構(gòu)建山洪災(zāi)害防御體系的建議

構(gòu)建湖南省山洪災(zāi)害防御支撐體系必須緊扣預(yù)案編制、山洪災(zāi)害調(diào)查評價、小流域洪水預(yù)報、宣傳、培訓(xùn)、演練、山洪監(jiān)測預(yù)警平臺構(gòu)建、會商決策、轉(zhuǎn)移安置、搶險救災(zāi)等環(huán)節(jié)。各環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，相互觸發(fā)發(fā)揮作用。山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警決策體系如圖1 所示，對照湖南省現(xiàn)行山洪防御體系的薄弱之處，分別就小流域洪水預(yù)報、山洪災(zāi)害防御云平臺搭建、入戶預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)提出相應(yīng)建議。

圖1 山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警決策體系圖

1）完善小流域預(yù)報系統(tǒng)。通過對小流域的雨情、水情進行實時監(jiān)測，結(jié)合精細化的降水預(yù)報數(shù)據(jù)，并與水文模型進行耦合開發(fā)小流域洪水預(yù)報系統(tǒng)，該系統(tǒng)可有效地減少山洪災(zāi)害帶來的損失。根據(jù)DEM 數(shù)據(jù)劃分小流域，利用地理信息數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)實現(xiàn)小流域降水、流量和水位變化的監(jiān)測、預(yù)報、預(yù)警。將降水預(yù)報數(shù)據(jù)輸入水文模型中模擬計算小流域未來相應(yīng)時間段的水位和流量變化情況，當達到一定閾值之后系統(tǒng)自動報警，為決策部門及時提供監(jiān)測預(yù)警信息，最大限度地減少小流域陡漲洪水造成的各種損失，有效提高小流域山洪災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)能力。

2）搭建“云平臺”山洪災(zāi)害防御信息系統(tǒng)。為全面整合防汛信息資源，進一步在技術(shù)縱深和服務(wù)廣度上提升防汛信息化應(yīng)用水平，針對原有平臺建設(shè)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，省級與市縣級平臺“各自為戰(zhàn)”、各類數(shù)據(jù)存儲分散，標準和類型不盡統(tǒng)一，難以有效共享等問題，提出以下建設(shè)建議：

①搭建標準化的數(shù)據(jù)中心。按照建設(shè)規(guī)范，建立專用機房，配置相應(yīng)服務(wù)器、外置高端存儲器以及光纖交換機等硬件設(shè)備，推進標準化數(shù)據(jù)中心建設(shè)，使配置資源可有效支撐萬名用戶同時在線使用，允許多用戶單點并發(fā)應(yīng)用。

②整合各類山洪防御基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過抽取、鏡像、轉(zhuǎn)儲等技術(shù)手段，整合全省各個縣市區(qū)氣象、國土、電力等單位的相關(guān)數(shù)據(jù)資源，經(jīng)篩選、歸整后，建立符合國家標準的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫。采取分布式管理，實現(xiàn)省市縣三級資源申請、應(yīng)用審核、資源申請管理等功能。

③采用“云平臺+微應(yīng)用”總體構(gòu)架。以云服務(wù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建省市縣三級統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、應(yīng)用集成系統(tǒng)，實現(xiàn)多元數(shù)據(jù)、各方應(yīng)用的集中管理，構(gòu)建開放的山洪防御大數(shù)據(jù)、云應(yīng)用生態(tài)圈，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)、應(yīng)用資源的整合、共享和充分利用。同時，突破傳統(tǒng)大而全的業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)模式，在滿足基礎(chǔ)應(yīng)用功能的同時，快速搭建開發(fā)各類實用小系統(tǒng)。用戶可根據(jù)自身需要定制各類“微應(yīng)用”，如無人機應(yīng)用、決策會商等“微應(yīng)用”功能。

通過建立完善“云平臺”，把全省山洪災(zāi)害主要信息統(tǒng)籌規(guī)劃、將平臺用戶統(tǒng)一管理，形成一個資源有序開放、跨部門跨層次共享互通、網(wǎng)絡(luò)一體化、基礎(chǔ)資源集約化、運維服務(wù)專業(yè)化的綜合應(yīng)用平臺。

3）完善入戶預(yù)警系統(tǒng)。湖南省有部分山區(qū)由于地形、交通、經(jīng)濟狀況等因素限制，仍采用廣播、鑼鼓、口哨等人工預(yù)警方式，應(yīng)加大財力物力投入，充分利用山洪災(zāi)害調(diào)查評價成果，合理劃分小流域單元，布設(shè)先進實用的山洪預(yù)警系統(tǒng)，包括簡易雨量站、簡易水位站、入戶報警器、呼叫器、無線中繼站等，監(jiān)測預(yù)警信息直接進入入戶報警器，節(jié)省信息傳遞時間，有助于迅速組織轉(zhuǎn)移受威脅群眾，解決山洪防御“最后一公里”的問題。

5 結(jié) 論

通過完善小流域洪水預(yù)報系統(tǒng)、搭建山洪災(zāi)害防御“云平臺”、完善入戶預(yù)警系統(tǒng)，從而構(gòu)建完整的山洪災(zāi)害防御體系，將有效提升湖南省山洪災(zāi)害防御能力及防災(zāi)抗災(zāi)組織管理水平，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，為保障全省人民生命財產(chǎn)安全、經(jīng)濟社會平穩(wěn)快速發(fā)展和護衛(wèi)生態(tài)環(huán)境和諧健康作出貢獻。