山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在防汛中的應(yīng)用

郭豐田,文朝輝,郭聞鶴

(1.齊齊哈爾市水旱災(zāi)害防御中心,黑龍江 齊齊哈爾 161000；2.齊齊哈爾水政監(jiān)察支隊(duì),黑龍江 齊齊哈爾 161000)

1 山洪監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的建立

1.1 水雨情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

水雨情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括自動(dòng)雨量站、自動(dòng)水位站、人工雨量站和人工水位站四類(lèi)。自動(dòng)雨量站、自動(dòng)水位站主要建設(shè)在重點(diǎn)村屯、中小型水庫(kù)、山區(qū)、河道等地，自動(dòng)雨量站、自動(dòng)水位站主要由三部分組成：一是采集系統(tǒng)，包括雨量筒和水位計(jì)。二是傳輸部分，主要是RTU，存儲(chǔ)采集來(lái)的數(shù)據(jù)并自動(dòng)發(fā)射到縣級(jí)水務(wù)部門(mén)的發(fā)射平臺(tái)。三是太陽(yáng)能供電系統(tǒng)。由太陽(yáng)能蓄電池板和蓄電池組成。人工雨量站和人工水位站是在村屯安裝簡(jiǎn)易的雨量器、水尺等設(shè)備通過(guò)人工觀測(cè)的方式掌握水雨情信息，人工監(jiān)測(cè)站是對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的有益補(bǔ)充，當(dāng)外界通信中斷的情況下，簡(jiǎn)易雨量器、簡(jiǎn)易水尺，仍可獲取水雨情的信息，它與自動(dòng)雨量站、水位站組成專(zhuān)群體系。

1.2 山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)

山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)主要是由水利專(zhuān)網(wǎng)、服務(wù)器、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、預(yù)警平臺(tái)、短信網(wǎng)端等組成，平臺(tái)分為國(guó)家、省、市、縣四級(jí)，主要有計(jì)算網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、值班室、會(huì)商中心等，設(shè)備包括機(jī)房?jī)?nèi)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、交換機(jī)、路由器，會(huì)商中心設(shè)置大屏幕投影系統(tǒng)會(huì)議系統(tǒng)，值班室內(nèi)的信息處理計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)信息管理軟件系統(tǒng)等[1]?？h級(jí)平臺(tái)是四級(jí)平臺(tái)中最基礎(chǔ)、最重要的，它時(shí)時(shí)接收處理基層站點(diǎn)數(shù)據(jù)并上報(bào)市、省、國(guó)家這幾級(jí)平臺(tái)，同時(shí)接收省級(jí)平臺(tái)推送的水文、氣象部門(mén)提供的共享數(shù)據(jù)，向鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村屯發(fā)布預(yù)警信息，縣級(jí)平臺(tái)是整個(gè)的信息樞紐?？h級(jí)平臺(tái)日常主要是通過(guò)山洪信息管理軟件掌握了解情況，此軟件的功能主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的查詢(xún)、水雨情信息的查詢(xún)、水雨情的監(jiān)測(cè)及預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)等[2]。

1.3 預(yù)警系統(tǒng)

預(yù)警系統(tǒng)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)獲取預(yù)警信息，當(dāng)站點(diǎn)達(dá)到預(yù)警值時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警(自動(dòng)監(jiān)測(cè)站)，或人工報(bào)警(簡(jiǎn)易雨量監(jiān)測(cè)站)?？h級(jí)以上預(yù)警平臺(tái)也可以監(jiān)測(cè)到相關(guān)部門(mén)信息[3]。

1.4 群測(cè)群防體系

群測(cè)群防體系就是大家一起監(jiān)測(cè)一起防范。一是縣鄉(xiāng)村編制山洪防御預(yù)案。二是山洪地區(qū)宣傳山洪的危害。三是對(duì)各級(jí)人員進(jìn)行培訓(xùn)，使他們掌握防御山洪知識(shí)，擔(dān)負(fù)起領(lǐng)導(dǎo)群眾共同防御的責(zé)任。四是組織開(kāi)展避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移演練，提升自救互救避險(xiǎn)的能力。

2 山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)情況

截止2019年，齊齊哈爾市共建設(shè)山洪監(jiān)測(cè)點(diǎn)自動(dòng)雨量站179個(gè)，自動(dòng)雨水站48個(gè)，自動(dòng)水位站26個(gè)，簡(jiǎn)易水位站56個(gè)，簡(jiǎn)易雨量站215個(gè)，氣象要素站9個(gè)，預(yù)警廣播站181個(gè)，圖像站18個(gè)，市級(jí)平臺(tái)1個(gè)，縣級(jí)平臺(tái)7個(gè)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)視頻終端69個(gè)。山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)覆蓋3街道辦事處、2個(gè)種畜場(chǎng)、64鄉(xiāng)鎮(zhèn)、393自然村、面積3049.36 km2，占總面積的7.2%，人口73.3萬(wàn)人，占總?cè)丝诘?3.25%。其中重點(diǎn)防治區(qū)109個(gè)，面積589.87 km2，人口10.6421萬(wàn)人，一般區(qū)284個(gè)，面積2459.491 m2，人口62.6592萬(wàn)人。通過(guò)該系統(tǒng)可以時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水雨情的變化，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的預(yù)警值時(shí)自動(dòng)向縣級(jí)值班人員報(bào)警，經(jīng)值班人員核實(shí)，向相關(guān)責(zé)任人以短信的形式發(fā)布預(yù)警。市級(jí)預(yù)警平臺(tái)也可時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)縣級(jí)各類(lèi)信息，了解山洪可能發(fā)生的態(tài)勢(shì)，對(duì)縣級(jí)進(jìn)行指導(dǎo)。省、市、縣預(yù)警平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了互連互通和信息共享。同時(shí)，借助省平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了與水文、氣象之間的互聯(lián)互通和信息共享。

3 山洪預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在防洪中的應(yīng)用

3.1 雨水情況

2019年汛期(6—8月)月降水特多，降水的特點(diǎn)是降水量級(jí)大、間隔時(shí)間短，且較大降水的部分區(qū)域重合，共出現(xiàn)較大降雨天氣過(guò)程和局地強(qiáng)對(duì)流天氣多達(dá)17次。全市累計(jì)降雨539.0 mm，比歷年同期多209.6 mm，多63.6%。僅次于1998年(582.0 mm，比歷史同期多77%)，排在1961年以來(lái)歷史同期第二位。訥河市和克東縣降水已達(dá)到歷史最大值；克山(6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn))、訥河(1個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn))、克東(4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn))、甘南(2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn))、拜泉(3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn))等累計(jì)雨量超過(guò)了600.0 mm，其中克山的西河(711.8 mm)雨量超過(guò)700.0 mm。嫩江、訥謨爾河、雅魯河、烏裕爾河、通肯河相繼發(fā)生5～15 a一遇洪水。

3.2 山洪預(yù)警系統(tǒng)發(fā)揮作用情況

2019年山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)在防汛中特別是防強(qiáng)降雨發(fā)揮了重要作用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，汛期市縣級(jí)共發(fā)布預(yù)警516次，發(fā)送預(yù)警短信510條，發(fā)送預(yù)警涉及相關(guān)防汛責(zé)任人210人，啟動(dòng)預(yù)警廣播站101次，轉(zhuǎn)移4436人，避免傷亡3086人。

一是市級(jí)利用山洪系統(tǒng)時(shí)刻關(guān)注雨情，從而第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)了“6.26”訥河宏大大暴雨、“7.16”克山克東大暴雨、“7.19”訥河老萊孔國(guó)特大暴雨、“8.3”克東新家特大暴雨、“8.6”甘南特大暴雨等5起大暴雨量級(jí)，并將其及時(shí)通報(bào)相關(guān)縣(市)，使這些地方能夠及早預(yù)防，提前轉(zhuǎn)移受威脅地區(qū)群眾，避免了人員傷亡。7月19日監(jiān)測(cè)到訥河老萊、孔國(guó)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)19～23時(shí)降雨達(dá)到150 mm以上的降雨站點(diǎn)達(dá)到5個(gè)且降雨強(qiáng)度達(dá)到80 mm/h以上，市水務(wù)部門(mén)通知該縣水務(wù)部門(mén)及當(dāng)?shù)卣o急轉(zhuǎn)移1108人，沒(méi)有造成生命財(cái)產(chǎn)損失。8月 3日，克東縣玉崗鎮(zhèn)新家屯4 h降雨194 mm，其中最大降雨106 mm/h，我們及時(shí)通知當(dāng)?shù)刈龊迷摰貐^(qū)人員轉(zhuǎn)移和東風(fēng)水庫(kù)的防御工作，由于措施得力，保障了群眾和工程安全。

二是站點(diǎn)自動(dòng)報(bào)警。7月19日，訥河老萊降大暴雨，站點(diǎn)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，使100多名群眾得以及時(shí)轉(zhuǎn)移。8月7日受當(dāng)?shù)丶捌渖嫌谓涤暧绊?，甘南縣寶山鄉(xiāng)全勝村西大泉眼屯進(jìn)水，由于預(yù)警廣播啟動(dòng)，及時(shí)轉(zhuǎn)移了7戶(hù)13人，沒(méi)有造成缺失。

三是監(jiān)測(cè)暴雨對(duì)相關(guān)河流、水庫(kù)的影響。由于局地強(qiáng)降雨對(duì)小水庫(kù)、中小河流影響很大，危害也大，通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為預(yù)防提供條件。8月6—7日，甘南縣發(fā)生特大暴雨后，監(jiān)測(cè)到德勝水庫(kù)24 h降雨240.00 mm，水位超校核水位。采取積極搶險(xiǎn)措施，保住了水庫(kù)安全。7月19日訥河老萊發(fā)生區(qū)域性強(qiáng)降雨后，老萊河水位由近99.00 m 迅速上漲到101.04 m，由于搶護(hù)及時(shí)，沒(méi)有造成人員和財(cái)產(chǎn)損失。

四是監(jiān)測(cè)上游相關(guān)地區(qū)雨水情。由于該系統(tǒng)與水文氣象部分站點(diǎn)信息共享，8月15日監(jiān)測(cè)到甘南上游內(nèi)蒙地區(qū)降暴雨，馬上通知音河水庫(kù)和太平湖水庫(kù)加大泄量，較好地發(fā)揮了水庫(kù)的調(diào)蓄錯(cuò)峰作用。此外，該系統(tǒng)在嫩江、烏裕爾河、雅魯河、通肯河防洪中，由于能夠監(jiān)測(cè)到上游水情信息，也都發(fā)揮了重要作用。比如，8月10日13時(shí)監(jiān)測(cè)到了通肯河上游海北站洪峰水位196.38 m，相應(yīng)流量410 m3/s，為我市有效應(yīng)對(duì)通肯河8月11日18時(shí)聯(lián)合站洪水水位171.51 m，相應(yīng)流量747 m3/s(15 a一遇)，提供了重要保證。

4 對(duì)策及建議

一是針對(duì)預(yù)警指標(biāo)閾值的確定沒(méi)有進(jìn)行小流域暴雨洪水分析計(jì)算，劃定的危險(xiǎn)區(qū)沒(méi)有與降雨或洪水頻率建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，是憑經(jīng)驗(yàn)確定的，另外在土壤干旱和飽和情況下數(shù)值應(yīng)該是變化的，不應(yīng)都是一個(gè)數(shù)值的情況。采取各地多年來(lái)運(yùn)行實(shí)際，通過(guò)科學(xué)計(jì)算對(duì)預(yù)警值在不同季節(jié)、不同土壤條件、不同地形條件情況下進(jìn)行確定，避免“狼來(lái)了”的情況發(fā)生。二是由于該系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)，運(yùn)行維護(hù)需要專(zhuān)業(yè)人員，因此培訓(xùn)專(zhuān)職技術(shù)人員進(jìn)行管護(hù)，使其能對(duì)突發(fā)故障能夠及時(shí)處理，或采取政府購(gòu)買(mǎi)服務(wù)的方式進(jìn)行維護(hù)。三是各級(jí)政府特別是當(dāng)?shù)卣黾诱军c(diǎn)更新和系統(tǒng)維護(hù)資金，使該系統(tǒng)更好地發(fā)揮其在防汛中的“千里眼”和“順風(fēng)耳”作用。