水庫(kù)與山洪災(zāi)害防治協(xié)同預(yù)警模式

李宏恩，何勇軍

(南京水利科學(xué)研究院，江蘇南京 210029)

水庫(kù)與山洪災(zāi)害防治協(xié)同預(yù)警模式

李宏恩，何勇軍

(南京水利科學(xué)研究院，江蘇南京 210029)

山洪災(zāi)害防治工程措施與非工程措施是山洪災(zāi)害防治相輔相成的兩大支撐，作為傳統(tǒng)意義上工程措施的水庫(kù)工程，近年來通過除險(xiǎn)加固、法規(guī)建設(shè)、管理體制改革等一系列途徑，其水情、雨情、工情監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷完善，監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)日趨優(yōu)化，風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)與應(yīng)急預(yù)案的可操作性逐步加強(qiáng)，已具備了相當(dāng)?shù)姆枪こ檀胧┕δ?。在充分發(fā)揮水庫(kù)工程非工程措施功能與優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，通過水庫(kù)工程水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)及大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與山洪災(zāi)害防治非工程措施的對(duì)比分析，嘗試將水庫(kù)重要信息與山洪災(zāi)害防治非工程措施實(shí)施關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行共享與融合，提出了水庫(kù)工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與山洪災(zāi)害防治預(yù)警系統(tǒng)的協(xié)同預(yù)警模式，為實(shí)現(xiàn)水庫(kù)工程與山洪災(zāi)害非工程措施的信息共享和協(xié)同預(yù)報(bào)奠定基礎(chǔ)。

山洪災(zāi)害防治； 水庫(kù)工程； 非工程措施； 協(xié)同預(yù)警模式

近年來我國(guó)山洪災(zāi)害呈現(xiàn)多發(fā)、易發(fā)、頻發(fā)、重發(fā)的特點(diǎn)，突發(fā)局地性極端強(qiáng)降雨引發(fā)的山洪災(zāi)害頻繁發(fā)生，山洪致災(zāi)死亡人數(shù)占全國(guó)洪澇災(zāi)害死亡人數(shù)的比例呈顯著遞增趨勢(shì)。1950—2000年，中國(guó)因洪澇災(zāi)害死亡26.3萬人，其中因山洪死亡18.0萬人，占死亡總數(shù)的68.4%，較高年份此比例達(dá)到84%[1]，而2010年甘肅舟曲特大山洪災(zāi)害造成重大人員傷亡，當(dāng)年該比例甚至超過90%[2]。嚴(yán)重的山洪災(zāi)害造成大量生命財(cái)產(chǎn)損失，集中暴露了我國(guó)在山洪災(zāi)害防治中存在的突出問題和薄弱環(huán)節(jié)。為有效防御山洪災(zāi)害，減少群死群傷，2006年國(guó)務(wù)院正式批復(fù)了《全國(guó)山洪災(zāi)害防治規(guī)劃》，全國(guó)29個(gè)省、自治區(qū)、直轄市，274個(gè)地級(jí)行政區(qū)，1 836個(gè)縣級(jí)行政區(qū)有山洪災(zāi)害防治任務(wù)，防治區(qū)面積達(dá)到463萬km2，涉及人口5.6億。規(guī)劃的實(shí)施有助于在山洪災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)初步建立以監(jiān)測(cè)、通信、預(yù)報(bào)、預(yù)警等非工程措施為主并與工程措施相結(jié)合的防災(zāi)減災(zāi)體系，減少群死群傷事件和財(cái)產(chǎn)損失。舟曲特大山洪泥石流災(zāi)害發(fā)生后，國(guó)家加大了山洪災(zāi)害防治的步伐，2010—2012年，中央和地方財(cái)政累計(jì)安排建設(shè)資金110億元，用于《全國(guó)山洪災(zāi)害防治規(guī)劃》確定的1 836個(gè)縣和新增222個(gè)縣的山洪災(zāi)害防治非工程措施項(xiàng)目建設(shè)。2012年12月，水利部組織編制了《全國(guó)山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目實(shí)施方案(2013—2015年)》，對(duì)確定的2 058個(gè)縣進(jìn)行補(bǔ)充完善，概算投資340億元。針對(duì)山洪災(zāi)害防治的國(guó)家投入規(guī)?？涨埃尚э@著，已初步建成了覆蓋全國(guó)的以非工程措施為主的山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和群測(cè)群防體系，在近年汛期中發(fā)揮了顯著的防洪減災(zāi)效益，有效減少了山洪災(zāi)害造成的人員傷亡。

山洪災(zāi)害防治工程措施與非工程措施是山洪災(zāi)害防治相輔相成的兩大支撐，前者主要包括堤防河道整治、山洪溝與滑坡治理、水土流失防治及水庫(kù)工程防御等，其中水庫(kù)工程在小流域山洪災(zāi)害防治中發(fā)揮了重要的防洪保安作用。在全國(guó)2 058個(gè)山洪災(zāi)害防治縣中分布了大量水庫(kù)工程，以中小型水庫(kù)、尤以土石壩工程為主。我國(guó)高度重視水庫(kù)大壩安全與管理工作，近年來通過除險(xiǎn)加固、法規(guī)建設(shè)、管理體制改革等一系列途徑，逐步構(gòu)建了我國(guó)水庫(kù)大壩安全保障體系，在2008年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)《全國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固專項(xiàng)規(guī)劃》后，我國(guó)對(duì)6 240座大中型水庫(kù)、5 400座重點(diǎn)小(1)型水庫(kù)以及4.09萬座小(2)型水庫(kù)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，大幅提高了水庫(kù)作為工程措施在山洪易發(fā)區(qū)興利除害和防洪保安的能力。在傳統(tǒng)意義上，水庫(kù)工程首要功能是防洪，是山洪災(zāi)害防治的主要工程措施。在所有山洪災(zāi)害防治的工程措施中，水庫(kù)工程的作用最為重要，通過水庫(kù)工程防洪庫(kù)容的優(yōu)化與合理調(diào)度，可以充分發(fā)揮水庫(kù)的滯洪削峰作用，降低下游河道的行洪壓力，是提高小流域山區(qū)防洪能力的最有效措施[3]。

在山洪災(zāi)害防治中，水庫(kù)工程也具備相當(dāng)?shù)姆枪こ檀胧┕δ?。水?kù)工程的水情、雨情、工情監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷完善，監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)日趨優(yōu)化，運(yùn)行管理體制逐步規(guī)范，風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)與應(yīng)急預(yù)案的可操作性不斷加強(qiáng)，正在逐步從“工程安全管理”向“工程風(fēng)險(xiǎn)管理”轉(zhuǎn)化，水庫(kù)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力顯著增強(qiáng)。水庫(kù)工程安全管理與山洪災(zāi)害防治的非工程措施有很多相似之處，但目前水庫(kù)安全預(yù)警系統(tǒng)與山洪災(zāi)害防治的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，自成體系，缺乏必要的信息共享，兩套系統(tǒng)同屬水利系統(tǒng)，但實(shí)際分屬不同部門，在操作層面仍然是多頭管理，很難形成合力。在充分發(fā)揮水庫(kù)工程的非工程措施功能與優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，將水庫(kù)重要信息與山洪災(zāi)害防治非工程措施實(shí)施關(guān)鍵環(huán)節(jié)的共享與融合，將是山洪災(zāi)害防治非工程措施的有益補(bǔ)充，可為進(jìn)一步提高山洪災(zāi)害防治系統(tǒng)的防災(zāi)減災(zāi)效益提供保障。

針對(duì)山洪災(zāi)害防治的研究工作大多側(cè)重于非工程措施[4-6]的優(yōu)化與實(shí)施，如季衛(wèi)東等[4]以海南省縣級(jí)山洪災(zāi)害防治非工程措施的監(jiān)測(cè)預(yù)警決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用為例，對(duì)山洪監(jiān)測(cè)預(yù)警決策支持系統(tǒng)的定義、設(shè)計(jì)原則、架構(gòu)設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)預(yù)警與決策支持等要素進(jìn)行分析；胡娟等[5]通過分析云南省10年間千余次山洪地質(zhì)災(zāi)害個(gè)例和逐日降水?dāng)?shù)據(jù)，探討山洪地質(zhì)災(zāi)害與降水之間的關(guān)系，并提出適用于該省的山洪地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的方法，并對(duì)臨界雨量分級(jí)定出各縣站山洪地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。陶云等[6]通過對(duì)云南省滑坡泥石流災(zāi)害的系統(tǒng)分析，探討了其與降雨特征的關(guān)系。在這些山洪災(zāi)害防治相關(guān)的研究中普遍對(duì)小流域內(nèi)水庫(kù)工程具備的非工程措施關(guān)注不夠，對(duì)如何更好地將山洪災(zāi)害防治非工程措施與水庫(kù)工程的非工程措施相結(jié)合，發(fā)揮水庫(kù)工程庫(kù)區(qū)水情、壩址工情預(yù)警的非工程措施角色的研究較為鮮見。本文在分析山洪易發(fā)區(qū)水庫(kù)工程預(yù)警功能定位的基礎(chǔ)上，分別面向山洪災(zāi)害防治非工程措施主要涵蓋的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)和預(yù)警系統(tǒng)等，探索水庫(kù)工程在信息共享與預(yù)警指標(biāo)優(yōu)化、突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案等方面與山洪災(zāi)害防治非工程措施進(jìn)行全面融合的可能性，進(jìn)一步提高山洪災(zāi)害非工程措施防災(zāi)減災(zāi)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

1 山洪災(zāi)害預(yù)警臨界雨量指標(biāo)優(yōu)化

山洪災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警是山洪災(zāi)害防治的重要環(huán)節(jié)，而山洪災(zāi)害臨界雨量指標(biāo)作為核心指標(biāo)又是山洪災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警的重要基礎(chǔ)，將直接影響漏報(bào)率和空?qǐng)?bào)率[7-8]。根據(jù)對(duì)臨界雨量定義的不同，推求方法目前主要有兩種[9]：一是通過統(tǒng)計(jì)分析時(shí)段累積雨量與山洪災(zāi)害的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用時(shí)段雨量的某個(gè)統(tǒng)計(jì)特征值(臨界雨量)為依據(jù)判別災(zāi)害發(fā)生與否的統(tǒng)計(jì)歸納法。二是通過比較河道水位或流量來判斷災(zāi)害發(fā)生與否，并根據(jù)河道安全水位與泄量反推臨界雨量的水文水力學(xué)方法。

為滿足快速實(shí)施山洪災(zāi)害防治非工程措施的現(xiàn)實(shí)需求，2006年批復(fù)的《全國(guó)山洪災(zāi)害防治規(guī)劃》具有一定的實(shí)用化傾向，更側(cè)重于通過統(tǒng)計(jì)歸納法確定臨界雨量，但在實(shí)踐過程中，受制于我國(guó)資料、經(jīng)費(fèi)、技術(shù)人員等多方面原因，在使用該方法確定臨界雨量時(shí)，大多數(shù)非工程措施防治縣首先通過省(自治區(qū))一級(jí)臨界雨量分布圖估算小流域臨界雨量范圍，再根據(jù)現(xiàn)有資料對(duì)比分析進(jìn)行修正，最后通過專家論證確定該縣最終的臨界雨量數(shù)值，是一個(gè)基于專家經(jīng)驗(yàn)的定性分析過程，推算指標(biāo)精度存疑，易產(chǎn)生錯(cuò)報(bào)現(xiàn)象。此外統(tǒng)計(jì)歸納法在推求臨界雨量時(shí)也有其自身缺陷，同一地區(qū)通過不同統(tǒng)計(jì)歸納法確定的臨界雨量存在差異，忽略流域下墊面條件特征變化也影響了推求臨界雨量指標(biāo)的可靠性。

與統(tǒng)計(jì)歸納法相比，以山洪災(zāi)害形成的水文學(xué)、水力學(xué)過程為基礎(chǔ)的水文水力學(xué)法原理簡(jiǎn)單，對(duì)降雨、下墊面條件、徑流、河道特性等資料都有明確要求，具有更明確的理論基礎(chǔ)，臨界雨量指標(biāo)的精度和可靠性更高，使用水文水力學(xué)法確定臨界雨量是提高山洪災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)體系核心指標(biāo)精度和可靠性的有效途徑，如在美國(guó)研發(fā)的山洪預(yù)警指南系統(tǒng)[10](flash flood guidance system，F(xiàn)FGS)、分布式水文模型山洪預(yù)報(bào)系統(tǒng)(HEC-DHM)等系統(tǒng)中，水文水力學(xué)法已得到廣泛應(yīng)用。在我國(guó)《全國(guó)山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目實(shí)施方案(2013—2015年)》中已開始更加重視對(duì)目標(biāo)流域下墊面特征有關(guān)信息的收集，如沿河村落控制性河道斷面的測(cè)量等，為推進(jìn)水文水力學(xué)法推求臨界雨量的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。應(yīng)用水文水力學(xué)法推求臨界雨量的步驟包括：(1)確定引發(fā)山洪災(zāi)害的臨界流量(水位)值，從而推求對(duì)應(yīng)不同歷時(shí)的臨界徑流；(2)建立一定的土壤飽和度條件下的降雨-徑流關(guān)系，從臨界徑流(凈雨)推求相應(yīng)的臨界雨量。

臨界流量的確定可根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)確定，但一般小流域并沒有嚴(yán)格規(guī)劃設(shè)計(jì)的防洪標(biāo)準(zhǔn)，常選擇若干代表性斷面，僅根據(jù)歷史災(zāi)情和現(xiàn)有水情確定各斷面控制水位，通過水力計(jì)算獲得控制流量，將其作為臨界流量，該分析過程工作量大且資料收集繁雜。位于目標(biāo)小流域的水庫(kù)工程在設(shè)計(jì)或除險(xiǎn)加固過程中，對(duì)防洪標(biāo)準(zhǔn)都有嚴(yán)格的要求，一般都會(huì)對(duì)流域內(nèi)的雨量站降雨、相關(guān)水文(位)站歷史實(shí)測(cè)洪水及人類活動(dòng)對(duì)水文參數(shù)的影響、水庫(kù)集水面積與其范圍內(nèi)的分(蓄、調(diào))水工程等資料進(jìn)行詳細(xì)收集與分析，為確定設(shè)計(jì)洪水、進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算、復(fù)核抗洪能力等工作服務(wù)。小流域內(nèi)水庫(kù)工程所具有的這些資料可作為臨界流量確定過程中的有益補(bǔ)充，因此在有水庫(kù)工程的小流域臨界流量的確定過程中可參考水庫(kù)工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)重視與水庫(kù)工程相關(guān)的資料收集工作。

確定不同歷時(shí)降雨-徑流關(guān)系一般利用水文模型，常用的水文模型有概念性模型、物理性模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型模型等，根據(jù)前述臨界徑流值便容易從降雨-徑流關(guān)系中確定其對(duì)應(yīng)的臨界雨量值。具體操作中對(duì)降雨序列資料收集的要求很高，由于小流域縣級(jí)非工程措施中的雨量站多為新建站，造成雨情資料缺乏，常需根據(jù)地方降雨圖集概化估算而導(dǎo)致較大誤差。而位于小流域內(nèi)的水庫(kù)工程為滿足安全管理需要，一般具備較長(zhǎng)序列的水情歷史資料，且大部分水庫(kù)在除險(xiǎn)加固過程中在庫(kù)區(qū)內(nèi)增設(shè)了雨量站，以提高入庫(kù)洪水的預(yù)報(bào)精度。水庫(kù)工程現(xiàn)有的水文資料和雨情監(jiān)測(cè)設(shè)施都可以通過適當(dāng)方式利用地方防汛平臺(tái)與山洪災(zāi)害防治非工程措施的預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)共享，為水文水力學(xué)法推求臨界雨量提供資料支撐。

因此，在通過水文水力學(xué)法推求臨界雨量時(shí)，應(yīng)重視對(duì)流域內(nèi)水庫(kù)工程資料的收集、分析及整理，將庫(kù)區(qū)水雨情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)納入小流域雨情資料體系中，利用水庫(kù)工程豐富的水雨情資料彌補(bǔ)山洪災(zāi)害防治非工程措施新建雨量站、水位流量站無資料或少資料的不足，提高水文水力學(xué)法推求臨界雨量的精度和可靠性。

2 山洪災(zāi)害防治系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制優(yōu)化

2.1 考慮水庫(kù)實(shí)時(shí)工情信息的山洪災(zāi)害防治系統(tǒng)

由于針對(duì)山洪災(zāi)害防治的中小河流山洪監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)主要側(cè)重于對(duì)小流域突發(fā)洪水過程的預(yù)警預(yù)報(bào)，而對(duì)小流域內(nèi)的水利工程安全關(guān)注度略顯不足。水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)是了解大壩安全性態(tài)、對(duì)大壩安全實(shí)施科學(xué)管理必不可少的重要手段，在具備條件的新建或除險(xiǎn)加固后的水庫(kù)工程都配備有大壩安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目有大壩變形、滲流、應(yīng)力應(yīng)變、水力學(xué)及環(huán)境量等[11]，同時(shí)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行大壩安全參數(shù)測(cè)量、數(shù)據(jù)采集和傳輸，并能自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)資料的整編和分析，可大幅減少人為因素造成的不確定性。

大部分山洪災(zāi)害防治系統(tǒng)僅對(duì)水庫(kù)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的工情信息進(jìn)行簡(jiǎn)單讀取，但當(dāng)水庫(kù)出險(xiǎn)或下泄流量超標(biāo)時(shí)，將觸發(fā)水庫(kù)預(yù)警并啟動(dòng)應(yīng)急管理預(yù)案，必要時(shí)須組織人員撤離，因此水庫(kù)工程的警情、警報(bào)并非孤立，直接影響到山洪災(zāi)害防治區(qū)小流域的監(jiān)測(cè)預(yù)警。因此山洪易發(fā)區(qū)內(nèi)水庫(kù)工程的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可作為山洪災(zāi)害防治非工程措施監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)的重要補(bǔ)充，有必要打破系統(tǒng)間的屏障，實(shí)現(xiàn)山洪災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)與水庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的全面信息共享與融合。

2.2 考慮水庫(kù)安全管理的山洪災(zāi)害防治應(yīng)急響應(yīng)

在山洪災(zāi)害防治的非工程措施主要涵蓋的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)、預(yù)警系統(tǒng)和群測(cè)群防等4方面內(nèi)容中，目前國(guó)家和地方的主要投入與精力聚焦于監(jiān)測(cè)設(shè)備、預(yù)警系統(tǒng)等硬、軟件建設(shè)上，而通過具有可操作性的應(yīng)急預(yù)案降低山洪災(zāi)害導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)工作尚處在起步階段。同時(shí)隨著風(fēng)險(xiǎn)理念在大壩安全評(píng)估與管理中作用的不斷強(qiáng)化，為保障水庫(kù)大壩安全和控制水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)，水庫(kù)大壩安全管理應(yīng)急預(yù)案、水庫(kù)應(yīng)急調(diào)度等非工程措施已逐步成為降低和控制水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)的方法和途徑，近年來《水庫(kù)大壩安全管理應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則(試行)》、《洪水調(diào)度方案編制導(dǎo)則》等規(guī)范導(dǎo)則相繼頒布實(shí)施，水庫(kù)大壩的安全管理正逐步從傳統(tǒng)的“工程安全管理”向“工程風(fēng)險(xiǎn)管理”理念轉(zhuǎn)化。

2014年水利部發(fā)布了《山洪災(zāi)害防御預(yù)案編制導(dǎo)則》(SL 666—2014)，該導(dǎo)則概化規(guī)定了山洪災(zāi)害防御預(yù)案的基本框架。目前在縣級(jí)非工程措施實(shí)施中，能夠按照該導(dǎo)則制定行之有效的山洪災(zāi)害防御預(yù)案的防治縣并不多見。與《水庫(kù)大壩安全管理應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則(試行)》相比，二者在編制思路上有諸多共通、相似之處，但SL 666—2014中未給出山洪災(zāi)害的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)，這給地方水利部門在應(yīng)急預(yù)案編制和實(shí)際操作中帶來了不小的困難。

因此，利用山洪易發(fā)區(qū)水庫(kù)工程風(fēng)險(xiǎn)管理所積累的經(jīng)驗(yàn)是有效提高山洪災(zāi)害防治縣應(yīng)急預(yù)案可操作性的有效途徑，特別是應(yīng)在山洪災(zāi)害防御預(yù)案編制過程中充分考慮大壩安全管理應(yīng)急預(yù)案中的有關(guān)內(nèi)容，如可通過《水庫(kù)大壩安全管理應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則(試行)》[12]中的表1根據(jù)生命損失或社會(huì)環(huán)境影響確定山洪災(zāi)害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，初估預(yù)警級(jí)別，進(jìn)而充分發(fā)揮山洪災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)等非工程措施的減災(zāi)效應(yīng)。

表1 山洪災(zāi)害分級(jí)及預(yù)警級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)

圖1 水庫(kù)工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與山洪災(zāi)害防治預(yù)警系統(tǒng) 協(xié)同預(yù)警減災(zāi)模式Fig.1 Collaborative warning mode of non-engineering measures for reservoirs and flash flood disaster prevention

3 水庫(kù)工程與山洪災(zāi)害防治非工程措施協(xié)同預(yù)警模式

通過前述山洪災(zāi)害防治非工程措施與水庫(kù)工程現(xiàn)有水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)、大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的對(duì)比分析(表2)可見，在雨情、水情、工情等監(jiān)測(cè)信息與應(yīng)急預(yù)案響應(yīng)等方面，山洪災(zāi)害防治非工程措施與水庫(kù)工程現(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均具有信息融合與協(xié)同預(yù)警的可行性，因此本文提出的一種水庫(kù)工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與山洪災(zāi)害防治預(yù)警系統(tǒng)的協(xié)同預(yù)警模式見圖1。首先在山洪災(zāi)害防治預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)的數(shù)據(jù)訪問層中，水庫(kù)水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)和大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可嵌入縣級(jí)或更高級(jí)的防汛平臺(tái)，其實(shí)時(shí)雨水情與水庫(kù)工情數(shù)據(jù)可為通過水文水力學(xué)法推求臨界雨量提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；之后在業(yè)務(wù)邏輯層中，通過雨水情接口、預(yù)警接口和應(yīng)急預(yù)案互補(bǔ)完善等工作的實(shí)現(xiàn)，將水庫(kù)工程涉及山洪災(zāi)害防治的重要監(jiān)測(cè)信息與應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)導(dǎo)入山洪災(zāi)害防治預(yù)警平臺(tái)中；最后經(jīng)過融合后的山洪災(zāi)害防治與水庫(kù)工程的雨水情、預(yù)警及應(yīng)急響應(yīng)等信息系統(tǒng)呈現(xiàn)在表現(xiàn)層Web客戶端中，以達(dá)到水庫(kù)工程與山洪災(zāi)害防治非工程措施協(xié)同預(yù)警的目的。

表2 山洪災(zāi)害防治非工程措施與水庫(kù)工程監(jiān)測(cè)信息對(duì)比

4 結(jié) 語

水庫(kù)工程作為主要的工程措施在山洪災(zāi)害防治中已經(jīng)發(fā)揮了重要的防洪保安作用，本文對(duì)水庫(kù)工程的非工程措施功能定位進(jìn)行了探討分析。

(1)通過水文水力學(xué)法推求臨界雨量將是未來山洪災(zāi)害防治實(shí)施的必然趨勢(shì)。對(duì)流域內(nèi)的水庫(kù)工程資料進(jìn)行收集、分析及整理，將庫(kù)區(qū)雨量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)納入小流域雨情資料體系中，利用水庫(kù)工程豐富的水雨情資料彌補(bǔ)小流域新建雨量站無資料或資料的不足，從而提高水文水力學(xué)法推求臨界雨量的精度和可靠性。

(2)山洪易發(fā)區(qū)水庫(kù)工程的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可作為山洪災(zāi)害防治非工程措施監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)的重要補(bǔ)充，水庫(kù)工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也應(yīng)通過合適的方式納入山洪災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)山洪災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)與水庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的全面信息共享與融合。

(3)利用山洪易發(fā)區(qū)水庫(kù)工程風(fēng)險(xiǎn)管理所積累的經(jīng)驗(yàn)是提高山洪災(zāi)害防治縣應(yīng)急預(yù)案可操作性的有效途徑?；诖髩伟踩芾響?yīng)急預(yù)案初估山洪災(zāi)害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警級(jí)別，可有效減少地方水利部門在應(yīng)急預(yù)案編制和實(shí)際操作中存在的問題和困難。

(4)通過山洪災(zāi)害防治非工程措施與水庫(kù)工程現(xiàn)有水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)、大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的對(duì)比分析，提出了一個(gè)水庫(kù)工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與山洪災(zāi)害防治預(yù)警系統(tǒng)的協(xié)同預(yù)警減災(zāi)模式，為實(shí)現(xiàn)水庫(kù)工程與山洪災(zāi)害非工程措施的信息共享、聯(lián)合管理和協(xié)同預(yù)報(bào)奠定基礎(chǔ)，為解決山洪災(zāi)害防治非工程措施日常管理和突發(fā)山洪災(zāi)害事件預(yù)警信息收集等復(fù)雜性問題提供了一套新思路。

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Early collaborative warning mode for non-engineering measures of reservoirs and flash flood disaster prevention

LI Hongen， HE Yongjun

(NanjingHydraulicResearchInstitute，Nanjing210029，China)

The engineering measures and non-engineering measures are two main complementary supports for the flash flood disaster prevention. A series of prevention measures was taken to prevent the flood disaster and ensure the reservoirs against danger. The reservoirs, as the traditional engineering measures, already have considerable capabilities of the non-engineering measures by use of a lot of approaches such as reservoir risk management and reinforcement, regulation construction, and management system reform in recent years. And the technologies in monitoring the water regimes, rainfall, and working conditions for reservoirs are continually improved, the monitoring and early warning systems are optimized day by day, and the risk management awareness and operability of the emergency preparedness plans are gradually strengthened. On the basis of fully utilizing functions and advantages in the non-engineering measures of reservoirs, through the comparative analysis of the existing hydrological forecasting system, dam safety monitoring system and the non-engineering measures of the flash flood disaster prevention, the authors of this paper try to integrate the important information concerning reservoirs with a key link of the non-engineering measures for the flash flood disaster prevention. A collaborative warning mode for the non-engineering measures of reservoirs and the flash flood disaster prevention is put forward, which will lay down the foundation for realizing information sharing, and collaborative forecasting of the non-engineering measures for the reservoir operation and flash flood disaster prevention.

flash flood disaster prevention; reservoir operation; non-engineering measures; early collaborative warning mode

10.16198/j.cnki.1009-640X.2017.01.006

2016-01-20

水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目(201301033)；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51309164，51579154)；水利部“948”項(xiàng)目(201501)；南京水利科學(xué)研究院基金資助項(xiàng)目(Y715015)

李宏恩(1982—)，男，河北石家莊人，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士，主要從事水庫(kù)大壩安全管理方面研究。 E-mail: heli@nhri.cn

TV877；P694

A

1009-640X(2017)01-0037-06

李宏恩， 何勇軍. 水庫(kù)與山洪災(zāi)害防治協(xié)同預(yù)警模式[J]. 水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào), 2017(1): 37-42. (LI Hongen, HE Yongjun. Early collaborative warning mode for non-engineering measures of reservoirs and flash flood disaster prevention[J]. Hydro-Science and Engineering, 2017(1): 37-42. (in Chinese))