構(gòu)建湖南省山洪災(zāi)害防御體系

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(zhǎng)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(shì)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(gè)縣（市、區(qū)）1 611 個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）594.05 萬人[1]。20 世紀(jì)90 年代，全省山洪災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失超過1 000 億元，因?yàn)?zāi)死亡人數(shù)1 650 人，分別占全省洪澇災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)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(shí)，山丘區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及人口數(shù)量快速發(fā)展，新的防洪減災(zāi)情勢(shì)對(duì)監(jiān)測(cè)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(bào)、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(shí)用技術(shù)的完善的山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)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(jì)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(cè)網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋。山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)涵蓋了省、市、縣以及水文、氣象、國(guó)土等部門監(jiān)測(cè)信息，全省監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、預(yù)警設(shè)施建設(shè)情況、基層預(yù)警平臺(tái)建設(shè)情況如表1～表3 所示。

表1 監(jiān)測(cè)站點(diǎn)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(tái)建設(shè)情況表

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

2）山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作已完成。山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)成果、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、技術(shù)方法對(duì)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(píng)價(jià)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(biāo)閾值、準(zhǔn)確劃定危險(xiǎn)區(qū)范圍，優(yōu)化臨災(zāi)避險(xiǎn)和搬遷安置方案等發(fā)揮了重要作用，同時(shí)將山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)集成到山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，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(xiǎn)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(qiáng)；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(yán)重的45 個(gè)縣共計(jì)200 余條小流域采取綜合治理措施；三是全面啟動(dòng)了湘資沅澧“四水”治理，共對(duì)87 個(gè)市、縣城市堤防河道進(jìn)行了整治[4]。

4）公眾的災(zāi)害防范和主動(dòng)避險(xiǎn)意識(shí)提高。各級(jí)黨委、政府把普及山洪災(zāi)害防御知識(shí)作為一項(xiàng)重要舉措，宣傳山洪災(zāi)害的危害，普及防御知識(shí)。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(tái)與省國(guó)土資源廳地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站聯(lián)合開展了山洪地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)，制定了《湖南省汛期山洪與地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警工作實(shí)施方案》。經(jīng)過宣傳普及，山區(qū)群眾對(duì)山洪危害、爆發(fā)前征兆、當(dāng)?shù)匚ｋU(xiǎn)區(qū)和安全區(qū)的劃分、轉(zhuǎn)移路線、安置地點(diǎn)等防御常識(shí)已非常了解，民眾自我防御能力不斷增強(qiáng)。

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(shí)責(zé)任、健全機(jī)制體制，逐步形成了統(tǒng)一指揮、分級(jí)負(fù)責(zé)、分工協(xié)作、社會(huì)共同參與的工作局面，但山洪災(zāi)害來勢(shì)猛、成災(zāi)快、損失大，加之隨著社會(huì)高速發(fā)展，人口密度和基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量不斷增長(zhǎng)，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(bào)能力不足。全省監(jiān)測(cè)站點(diǎn)建設(shè)已趨于完善，但強(qiáng)降雨歷時(shí)短、成災(zāi)快，對(duì)水文預(yù)報(bào)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(cè)仍依賴于經(jīng)驗(yàn)，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(diǎn)偏差、洪峰時(shí)間與洪峰流量預(yù)測(cè)不夠準(zhǔn)確，不能完全做到科學(xué)防御。

2）現(xiàn)有山洪監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)尚未完全整合，省級(jí)、市縣級(jí)平臺(tái)“各自為戰(zhàn)”，分別運(yùn)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(duì)信息系統(tǒng)缺乏了解、操作水平低，存在信息傳遞不及時(shí)、重復(fù)上報(bào)或漏報(bào)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(shì)不容樂觀。對(duì)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(cè)和積極主動(dòng)的預(yù)防及搶險(xiǎn)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(píng)價(jià)、小流域洪水預(yù)報(bào)、宣傳、培訓(xùn)、演練、山洪監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)構(gòu)建、會(huì)商決策、轉(zhuǎn)移安置、搶險(xiǎn)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(cè)預(yù)警決策體系如圖1 所示，對(duì)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(bào)、山洪災(zāi)害防御云平臺(tái)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(cè)預(yù)警決策體系圖

1）完善小流域預(yù)報(bào)系統(tǒng)。通過對(duì)小流域的雨情、水情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)合精細(xì)化的降水預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，并與水文模型進(jìn)行耦合開發(fā)小流域洪水預(yù)報(bào)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(shí)現(xiàn)小流域降水、流量和水位變化的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警。將降水預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)輸入水文模型中模擬計(jì)算小流域未來相應(yīng)時(shí)間段的水位和流量變化情況，當(dāng)達(dá)到一定閾值之后系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，為決策部門及時(shí)提供監(jiān)測(cè)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(tái)”山洪災(zāi)害防御信息系統(tǒng)。為全面整合防汛信息資源，進(jìn)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(duì)原有平臺(tái)建設(shè)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，省級(jí)與市縣級(jí)平臺(tái)“各自為戰(zhàn)”、各類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分散，標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)中心。按照建設(shè)規(guī)范，建立專用機(jī)房，配置相應(yīng)服務(wù)器、外置高端存儲(chǔ)器以及光纖交換機(jī)等硬件設(shè)備，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)在線使用，允許多用戶單點(diǎn)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(chǔ)等技術(shù)手段，整合全省各個(gè)縣市區(qū)氣象、國(guó)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫。采取分布式管理，實(shí)現(xiàn)省市縣三級(jí)資源申請(qǐng)、應(yīng)用審核、資源申請(qǐng)管理等功能。

③采用“云平臺(tái)+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(jí)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、應(yīng)用集成系統(tǒng)，實(shí)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、應(yīng)用資源的整合、共享和充分利用。同時(shí)，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(shí)，快速搭建開發(fā)各類實(shí)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(jī)應(yīng)用、決策會(huì)商等“微應(yīng)用”功能。

通過建立完善“云平臺(tái)”，把全省山洪災(zāi)害主要信息統(tǒng)籌規(guī)劃、將平臺(tái)用戶統(tǒng)一管理，形成一個(gè)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(yùn)維服務(wù)專業(yè)化的綜合應(yīng)用平臺(tái)。

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(jì)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(cái)力物力投入，充分利用山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)成果，合理劃分小流域單元，布設(shè)先進(jìn)實(shí)用的山洪預(yù)警系統(tǒng)，包括簡(jiǎn)易雨量站、簡(jiǎn)易水位站、入戶報(bào)警器、呼叫器、無線中繼站等，監(jiān)測(cè)預(yù)警信息直接進(jìn)入入戶報(bào)警器，節(jié)省信息傳遞時(shí)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(bào)系統(tǒng)、搭建山洪災(zāi)害防御“云平臺(tái)”、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(cái)產(chǎn)損失，為保障全省人民生命財(cái)產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)社會(huì)平穩(wěn)快速發(fā)展和護(hù)衛(wèi)生態(tài)環(huán)境和諧健康作出貢獻(xiàn)。