陽(yáng)泉市山洪災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)設(shè)備配置設(shè)計(jì)

李曉峰

（陽(yáng)泉市水文水資源勘測(cè)分局）

陽(yáng)泉市位于山西省中東部，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春季干旱少雨，夏秋暴雨頻發(fā)，加之復(fù)雜的地質(zhì)條件與高強(qiáng)度的采煤活動(dòng)影響，導(dǎo)致局部山洪災(zāi)害頻繁發(fā)生。市域的山洪災(zāi)害，具有分布廣、來勢(shì)猛、流速急、突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大以及預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)、預(yù)防難度大等特點(diǎn)，極易造成人員傷亡與重大經(jīng)濟(jì)損失。洪水過后，房倒屋塌，路沖橋斷，田淹被毀，一片狼藉，常使幾十年的建設(shè)成果毀于一旦。山洪災(zāi)害是全市社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素之一，預(yù)防山洪災(zāi)害破壞現(xiàn)已成為防災(zāi)減災(zāi)中的突出問題。

為了有效保障全市人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，于2011-2014年開展了“山洪災(zāi)害防治縣級(jí)非工程措施建設(shè)”項(xiàng)目。通過新建自動(dòng)雨量站、簡(jiǎn)易雨量站和預(yù)警廣播站點(diǎn)組成縣級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，為防災(zāi)減災(zāi)奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)根據(jù)陽(yáng)泉市山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目中的監(jiān)測(cè)設(shè)備配置與選型，進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，供各地參考。

1 監(jiān)測(cè)設(shè)備配置基本原則

陽(yáng)泉市的山洪災(zāi)害站網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，堅(jiān)持以人為本，在對(duì)全市歷史山洪災(zāi)害和經(jīng)濟(jì)社會(huì)狀況調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，充分考慮山洪易發(fā)區(qū)的居民、學(xué)校、企業(yè)、重要基礎(chǔ)設(shè)施等分布情況，合理布設(shè)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，以能滿足災(zāi)害預(yù)報(bào)、預(yù)警要求為標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)備配置上，遵循以下原則：

1.1 實(shí)用可靠原則

山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的環(huán)境條件比較惡劣，加之野外監(jiān)測(cè)人員的技術(shù)水平所限，所采用的監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)技術(shù)與監(jiān)測(cè)設(shè)備，首先應(yīng)注重實(shí)用性和可靠性，只要滿足山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警的實(shí)際需求即可。

1.2 合理布站原則

山洪災(zāi)害分布較廣，應(yīng)優(yōu)先考慮在危害嚴(yán)重的災(zāi)害多發(fā)區(qū)建立監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。在站點(diǎn)布設(shè)上，應(yīng)在現(xiàn)有站網(wǎng)的基礎(chǔ)上，充分考慮當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件、受山洪威脅的程度以及暴雨的分布特點(diǎn)，合理布設(shè)山洪監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，依站網(wǎng)的新建、改建、擴(kuò)建性質(zhì)與功能，配置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備。

1.3 經(jīng)濟(jì)節(jié)約原則

盡量利用現(xiàn)有的通訊體系，選擇合適的通信組網(wǎng)方式，以保證雨情、水情信息傳輸?shù)募皶r(shí)性和可靠性。選擇專用通訊網(wǎng)與公用通訊網(wǎng)相結(jié)合的方式，以節(jié)省站網(wǎng)建設(shè)、管理和運(yùn)行的費(fèi)用。

2 監(jiān)測(cè)設(shè)備具體配置

根據(jù)《水情自動(dòng)化測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范》（SL61-2003）、《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》（SL250-2000）、《水文站、網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》（SL34-92）、《水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備基本技術(shù)條件》（SL/T102-1995）、《水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備—遙測(cè)終端機(jī)》（SL/T180-1996）、《水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備—中繼機(jī)》（SL/T181-1996）等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，以雨情采集系統(tǒng)為主進(jìn)行設(shè)備配置。

雨情采集系統(tǒng)分為簡(jiǎn)易雨量站、自動(dòng)雨量站、無線預(yù)警廣播站三大塊，現(xiàn)分別予以介紹。

2.1 簡(jiǎn)易雨量站

根據(jù)目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的設(shè)備情況，進(jìn)行比較后選用簡(jiǎn)易報(bào)警雨量計(jì)。

2.1.1 技術(shù)參數(shù)

詳見表1。

表1 簡(jiǎn)易報(bào)警雨量計(jì)技術(shù)參數(shù)表

2.1.2 主要特點(diǎn)

一是承雨口采用不銹鋼拉伸成型，美觀實(shí)用，觀測(cè)精度滿足規(guī)范要求；二是配有高透明度的量杯，量杯上有激光刻度線，可直接讀出降雨量，應(yīng)用非常方便；三是儀器內(nèi)有水位高度感應(yīng)器，可自動(dòng)進(jìn)行聲光報(bào)警；四是體積小，重量輕，便于搬運(yùn)。

2.2 一體化自動(dòng)雨量站

一體化自動(dòng)雨量站適用于野外環(huán)境的降雨自動(dòng)監(jiān)測(cè)，具有雨量數(shù)據(jù)智能采集、長(zhǎng)期固態(tài)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)距離傳輸功能，可通過無線實(shí)現(xiàn)近距離顯示、人工置數(shù)及設(shè)備配置。

2.2.1 技術(shù)參數(shù)

詳見表2。

表2 一體化自動(dòng)雨量站技術(shù)參數(shù)表

2.2.2 主要特點(diǎn)

一是體積小，運(yùn)輸安裝方便；二是采用太陽(yáng)能供電方式，可提供多種電源管理模式，實(shí)現(xiàn)低功耗工作模式下的雙向通信；三是遙測(cè)，無線傳輸，大容量存儲(chǔ)，可完成實(shí)時(shí)、歷史雨量數(shù)據(jù)查詢；四是具有出色的防雷特性；五是支持自報(bào)、自報(bào)—確認(rèn)、應(yīng)答三種通信方式；六是支持遠(yuǎn)程喚醒，監(jiān)測(cè)管理中心可隨時(shí)喚醒休眠狀態(tài)監(jiān)測(cè)站進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、讀取任意時(shí)段自記數(shù)據(jù)。

2.3 無線預(yù)警廣播

所選設(shè)備需通過水利部科技兩家推廣中心和減災(zāi)中心兩家共同組織的山洪災(zāi)害防治無線預(yù)警廣播設(shè)備測(cè)評(píng)。要求設(shè)備定時(shí)自檢（汛期至少每天一次）、發(fā)送平安報(bào)（供電方式、備用電池電壓、交流電狀態(tài)、功放、喇叭狀況等），當(dāng)檢測(cè)到異常后設(shè)備立即向管理平臺(tái)報(bào)警。

2.3.1 主要功能要求

（1）通訊要求。具有GSM/CDMA電話和短信通信功能；具有PSTN、衛(wèi)星、無線電臺(tái)、GPRS/CDMA數(shù)據(jù)等通信功能，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)接入播報(bào)；設(shè)備要有自檢功能，設(shè)備狀態(tài)信息可發(fā)送到管理平臺(tái)，反饋運(yùn)行狀態(tài)。

（2）供電要求。日常處于低功耗值守狀態(tài)，值守功耗不大于4 W；當(dāng)收到短信、手機(jī)、固定電話等授權(quán)控制信號(hào)后自動(dòng)開啟功放電路；機(jī)內(nèi)配備用電池，交流電中斷后，可立即通知管理平臺(tái)；支持AC/DC供電方式，自動(dòng)切換。

（3）性能要求。具有USB或SD卡接口、支持點(diǎn)播MP3功能；具有電源、音頻功率、網(wǎng)絡(luò)在線指示等功能；可以遠(yuǎn)程監(jiān)聽廣播內(nèi)容；具有防雷、短路保護(hù)電路，具有接地端口，具有防潮、防霉、防蟲、防塵等工藝處理功能；支持實(shí)時(shí)報(bào)告設(shè)備的工況，支持平安報(bào)、異常報(bào)，支持管理平臺(tái)遠(yuǎn)程設(shè)置和查詢參數(shù)，支持管理平臺(tái)實(shí)時(shí)發(fā)布預(yù)警信息。

（4）外部接口。音源要求支持1路本地麥克風(fēng)輸入，1路線路輸出，至少2路本地功放輸出；電源要求交流電輸入接口，1路可控交流電輸出接口（功率≥100W），備用蓄電池接口，太陽(yáng)能電池板接口；天線要求GSM/GPRS/CDMA天線接口和收音機(jī)天線接口。

2.3.2 主要設(shè)備技術(shù)指標(biāo)

（1）設(shè)備電源。AC電壓輸入160-280 V，DC電壓輸入10-15 V，DC供電待機(jī)功耗不大于4 W，蓄電池充放電次數(shù)350次以上。電池待機(jī)3 d，連續(xù)播放30 min以上。

（2）音頻功放。音頻輸出功率100 W，輸出阻抗4-16Ω，音頻響應(yīng)300-6 000 Hz，失真度≤1%（f=1 kHZ），信噪比≥60 dB。

（3）通信模塊。選用GSM/GPRS/CDMA等當(dāng)前通用的通信方式，所選用的這些通信模塊須具有中國(guó)工信部核發(fā)的《電信設(shè)備進(jìn)網(wǎng)許可證》。

2.3.3 安裝要求

可立桿或利用現(xiàn)有建筑物，高于周圍建筑物不少于1.5 m，固定基座抗風(fēng)等級(jí)7級(jí)。布線沿建筑物或支架敷設(shè)，不宜交叉，不能裸露。如周圍有強(qiáng)磁場(chǎng)或強(qiáng)靜電場(chǎng)干擾，要采取屏蔽措施。線路中間不應(yīng)有接頭，如無法避免時(shí)電源線宜采用壓接，信號(hào)線采用專用接口。接入室外的設(shè)備部分，須有防水設(shè)計(jì)。所用電纜絕緣不小于5 MΩ。

預(yù)警廣播設(shè)備配置見表3。

3 結(jié)語(yǔ)

山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目中的監(jiān)測(cè)儀器配置與選型非常關(guān)鍵，通過上述合理設(shè)計(jì)，正確選擇了適合陽(yáng)泉市使用的監(jiān)測(cè)設(shè)施與設(shè)備，從而及時(shí)、高效地收集了雨情信息，為指揮決策、搶險(xiǎn)救災(zāi)提供了依據(jù)。投入運(yùn)行幾年來的情況表明，所設(shè)計(jì)的雨情監(jiān)測(cè)設(shè)備及其配置是科學(xué)合理的，為同類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

表3 無線廣播預(yù)警站設(shè)備設(shè)施配置表