淳安縣山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)應用與實踐

鄭紅日,方琛亮

(1.淳安縣水利水電局,浙江 淳安 311700;2.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 淳安縣及山洪災害概況

淳安縣位于浙江西部,是浙江省面積最大的縣,縣域面積4 427 km2,其中千島湖水域面積573 km2。是一個典型的山區(qū)縣,丘陵山區(qū)的面積占全縣總面積的80%以上。總體地勢四周高中間低,山脈多呈北東—南西走向,且多數分布在縣境周邊,組成中低山地貌。屬亞熱帶濕潤季風氣候,溫暖濕潤,雨量充沛,多年平均降雨量1 726 mm。全縣受山洪災害威脅人口8.4萬,占總人口的18.7%。全縣小(2)型以上水庫64座,其中中型水庫4座,山洪災害防御任務繁重。

山洪災害是淳安縣最為嚴重的自然災害,主要有洪災與滑坡2種類型,泥石流很少發(fā)生。其中,縣境北部、西部等流域為淳安縣山洪災害多發(fā)區(qū)。降雨最多的區(qū)域是縣境西部與南部,西部為武強溪、浪川溪、郭村溪等流域的中上游;南部為鳳林港、上梧溪、商家源等流域的中上游。降雨次多的區(qū)域是縣境北部,即進賢溪、云源港流域的中上游。在地域分布上,山洪災害主要發(fā)生在縣境北部和西南部,北部以進賢溪、云源港、六都源、七都源等流域為主的廣大地區(qū);西南部以武強溪、鳳林港等流域為主的廣大地區(qū)。山洪災害主要由梅雨和臺風雨引發(fā),不僅對基礎設施造成毀滅性破壞,而且對人民群眾的生命財產安全構成極大的損害和威脅,已經成為當前防災減災的突出問題,是淳安縣山丘區(qū)經濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素之一。

2010年9月淳安縣被列為浙江省第一批山洪災害防治縣,于2011年5月建成山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng),主要包括信息監(jiān)測、監(jiān)測預警平臺、預警等子系統(tǒng)[1]。系統(tǒng)在實時監(jiān)測水雨情信息的基礎上,將信息匯集,并利用軟件自動進行統(tǒng)計、分析。在達到預警條件時能夠通過各種預警通知和警報設施,提前通知有關成員單位、防汛責任人,以及危險區(qū)居民,做好山洪搶險組織、轉移撤離準備,最大限度地減少人員傷亡和財產損失。

2 系統(tǒng)總體設計

2.1 系統(tǒng)架構

淳安縣山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)功能包括5個主要層次(見圖1),自上而下依次為:應用層—系統(tǒng)具體的功能應用;支撐層—實現應用功能具體的軟件支撐;數據層—數據庫內容;硬件與網絡層—系統(tǒng)運行的配套硬件和網絡環(huán)境;采集層—數據的采集系統(tǒng)。

(1)應用層。采用B/S(Browser/Web Server)結構,基于WebGIS技術的網絡瀏覽器應用模式和可視化多層次的空間圖形操作界面,為防汛工作提供信息服務與預警發(fā)布等功能。

(2)支撐層。為應用層的實現提供軟件支撐。具體包括地圖服務、短信服務與傳真服務等,是實現功能應用的基礎。同時支撐層處于應用層與數據層之間,為兩者之間的數據交互提供安全保障。

(3)數據層。負責對系統(tǒng)數據的管理,實現數據的分類、組織、編碼、存儲、維護等,主要包括數據庫系統(tǒng)以及各種應用數據庫。

(4)硬件與網絡層。提供支持系統(tǒng)運行的各種硬件及網絡環(huán)境。除了服務器、計算機、傳真機等硬件設備外,還包括防火墻、網關、路由等網絡安全設備,在采集層與數據層之間建立一層防御體系,保證數據的安全、完整。

(5)采集層。負責系統(tǒng)數據的采集工作,包括水雨情采集與其它信息采集。采用C/S(Client/Server)結構,以服務應用程序類型實現后臺自動運行,將數據以統(tǒng)一的格式通過硬件與網絡層存儲到對應的數據庫中。

2.2 水雨情信息監(jiān)測網

圖1 系統(tǒng)架構圖

水雨情監(jiān)測主要包括雨量站、水位站。根據山洪災害預警的需要和淳安縣的建站條件與已有的監(jiān)測站點情況,考慮山洪災害威脅區(qū)地形地貌復雜、降雨分布不均、群眾居住分散、地方經濟發(fā)展不均衡等實際情況,水雨情監(jiān)測站采用簡易站與自動站相結合的方式。此次山洪災害防治非工程措施項目共新建17個自動雨量監(jiān)測站、4個自動水位雨量監(jiān)測站、26個簡易雨量監(jiān)測點和45個簡易水位監(jiān)測點,結合已建成的53個自動監(jiān)測站,組成了水雨情監(jiān)測站網。系統(tǒng)建成后水雨情遙測站達到了74個,覆蓋密度得到很大的提高(見圖2)。同時,簡易雨量站和簡易水位站的設立是對自動監(jiān)測站點的有效補充,為鄉(xiāng)鎮(zhèn)自成體系的防汛組織增加了水雨情實時監(jiān)測手段。

圖2 水雨情監(jiān)測站點分布圖

2.3 縣級監(jiān)測預警平臺

縣級監(jiān)測預警平臺主要由平臺硬件設備、系統(tǒng)支持軟件、應用軟件組成。

(1)平臺硬件設備?？h級監(jiān)測預警平臺設備根據現有網絡情況,同時滿足山洪預警系統(tǒng)功能實現為基本要求,基本設備配置有:路由器1臺、交換機1臺、防火墻1臺、應用服務器2臺、移動維護計算機3臺、應用計算機4臺、UPS電源1套等。

(2)系統(tǒng)平臺支持軟件。系統(tǒng)平臺支持軟件主要有SQL server2008標準版數據庫1套、ANTIVIRUS 11.0中小企業(yè)版殺毒軟件1套、服務器操作系統(tǒng)Windows Server2008標準版2套。

(3)平臺應用軟件。縣級監(jiān)測預警平臺建立的山洪災害監(jiān)測預警應用軟件,總體采用B/S模式(見圖3),用戶使用瀏覽器能夠完成所有操作并充分考慮系統(tǒng)拓展和信息共享,為氣象、國土等相關部門留有接口?？h級平臺應用軟件具有基礎信息查詢、水雨情監(jiān)測查詢、氣象國土信息服務、水情預報服務、預警發(fā)布服務、應急響應服務、系統(tǒng)管理等功能。

圖3 系統(tǒng)主界面圖

2.4 預警系統(tǒng)

預警系統(tǒng)建設主要內容有:傳真群發(fā)系統(tǒng)、無線預警廣播系統(tǒng)、短信平臺、手搖報警器、銅鑼。

(1)傳真群發(fā)。傳真群發(fā)采用35FAX企業(yè)級傳真服務器,以無紙傳真為核心,集成郵件、短信、語音等通信方式,實現無紙傳真,提高溝通效率、降低運營成本而打造的融合通信平臺。35FAX支持用戶直接遞交 DOC、XLS、PPT、PDF、TIF、BMP、JPG、RTF等多種文檔,在B/S模式下,客戶端無需安裝任何軟件,由服務端直接將文檔自動轉換成傳真格式文件進行發(fā)送。

(2)無線廣播預警系統(tǒng)。無線廣播預警系統(tǒng)采用GPRS/GSM公網與無線調頻技術相結合的方式實現山洪災害預警信息到末節(jié)點的信息傳送。無線預警廣播由無線預警廣播終端、充電設備、蓄電池、高音喇叭、防雷設備及安裝支護設施組成,以實現面上預警功能。無線廣播預警系統(tǒng)能與縣級監(jiān)測預警平臺系統(tǒng)連接,提供自動預警和遠程人工手動預警功能,同時在現場應能實現人工啟動報警設施,并有人工喊話功能。

(3)短信平臺?？h級防汛指揮部設立短信平臺實現定點區(qū)域人員發(fā)送。短信平臺通過預警系統(tǒng)分析引擎能自動生成內置基本短信內容及收件人。短信機要求能在短時間內發(fā)出大量短信,設備性能穩(wěn)定,與計算機連接良好并具自動啟動、群發(fā)等功能。

3 系統(tǒng)應用成效

淳安縣山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)建成后,在實際山洪災害防御運用中發(fā)揮了重要作用,其效果在“20110617”等山洪中得到了充分體現,切實增強防御山洪災害的超前性、預見性,為防汛決策提供了重要依據。

2011年6月17日,受冷暖空氣影響,6:00起普降大到暴雨,全縣平均降雨量達55 mm,最大陳家站70 mm。6月18日1:00～4:00,新店水庫站降雨量達到40 mm、陳家村站降雨量達到42 mm,達到預警通知標準,山洪災害預警平臺及時向浪川鄉(xiāng)防汛指揮領導及各村防汛組織發(fā)出了水雨情預警信息通知,提醒有關單位及人員加強水庫、堤防的巡查,做好小流域山洪、山體滑坡泥石流等災害的防范工作。

浪川鄉(xiāng)防汛組織緊急行動起來,將水雨情預警通知落實到各村,組織村級防汛人員加強值班巡查,24 h不間斷監(jiān)視簡易水位站點。

6月18日6:00,縣防汛辦水雨情信息系統(tǒng)監(jiān)視數據顯示,2:00～8:00,6 h累計降雨量,陳家村站降雨量達到88 mm、新店水庫站降雨量達到85 mm。根據山洪災害防御預案預警標準,達到二級預警。預警平臺及時生成預警信息,在人工確認情況下發(fā)出了浪川鄉(xiāng)山洪災害二級預警信息。浪川鄉(xiāng)防汛辦及各村防汛組織通過網絡、預警廣播、短信、傳真、電話等形式及時獲得山洪災害二級預警警報。鄉(xiāng)鎮(zhèn)防汛指揮領導,按照山洪災害防御預案作出緊急部署。鄉(xiāng)防汛指揮部派出3個防汛工作組分赴重點村指導防汛搶險工作。村級防汛組織在獲得山洪災害二級預警警報后,按照村級山洪災害防御預案緊急部署,并做好了一切撤離準備。

6月18日9:00水雨情信息系統(tǒng)監(jiān)視數據顯示3:00～9:00,6 h累計降雨量,新店水庫站降雨量達到110 mm。根據山洪災害防御預案預警標準,達到一級預警。同時村級簡易水位監(jiān)測點的水位超過了警戒水位?？h防汛領導通過會商系統(tǒng)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)防汛領導進行緊急會商,在充分考慮到當前的防汛形式與老百姓的生命財產安全,決定重點村及地質災害點的農戶緊急轉移。

3h后,洪峰到達重點山洪災害村。部分房屋進水,并有房屋倒塌。群眾在臨時安置點度過了洪水期。

4 結 語

系統(tǒng)的建成進一步完善了淳安縣的山洪災害防御體系,通過預警廣播、互聯(lián)網、短信平臺等手段,可以多渠道、廣覆蓋、高密度地向社會公眾及時發(fā)布預警信息,增強了山洪災害應對的高效性。

系統(tǒng)投入運行以后,要加強監(jiān)測設備、預警設備及監(jiān)測預警平臺的日常管理與維護工作和對基層監(jiān)測預警人員的培訓;使預警系統(tǒng)切實發(fā)揮山洪災害監(jiān)測、預警的效果。

[1]史興前,尚全民,王威,等.山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)設計方案指導書[R].北京:國家防汛抗旱總指揮部辦公室,2007.