廣東省山洪災(zāi)害防治非工程措施自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)現(xiàn)狀及運(yùn)維管理對(duì)策

黎敏 廣東省水文局佛山水文分局

1.山洪災(zāi)害防治非工程措施背景

近年來(lái)隨著全球氣候變化，極端天氣事件增多，廣東省局地強(qiáng)降雨的趨勢(shì)明顯增加，山洪災(zāi)害呈多發(fā)趨勢(shì)，是汛期造成人員傷亡的主要災(zāi)種。2006年國(guó)務(wù)院批復(fù)了水利部等五部局聯(lián)合編制的《全國(guó)山洪災(zāi)害防治規(guī)劃》，2010 年 11 月，水利部會(huì)同財(cái)政部等部局啟動(dòng)了“全國(guó)山洪災(zāi)害防治縣級(jí)非工程措施項(xiàng)目”建設(shè)。廣東省山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目從2010年開(kāi)始，主要建設(shè)內(nèi)容是開(kāi)展山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)、非工程措施建設(shè)、重點(diǎn)山洪溝防洪治理和防洪保護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的編制等任務(wù)。2013年開(kāi)始，全省對(duì)一期已建的非工程措施進(jìn)行補(bǔ)充完善，包括加密自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)建設(shè)，優(yōu)化監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，提高通訊保障能力等措施，完善山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警能力，最終達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)，保障受山丘區(qū)廣大人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的目的。

2.自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布設(shè)情況及系統(tǒng)組成

廣東省山洪災(zāi)害防治非工程措施自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)項(xiàng)目涉及全省18個(gè)地市82個(gè)山洪災(zāi)害防治縣區(qū)，共計(jì)新建圖像監(jiān)測(cè)站點(diǎn)3146個(gè)，其中圖像三要素（水位、雨量、圖像）站點(diǎn)1847個(gè)，圖像兩要素（雨量、圖像）站點(diǎn)1057個(gè)，自動(dòng)雨量站8個(gè)，完善升級(jí)水雨情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)1208個(gè)，其中雨量站890個(gè)、水位站29個(gè)、雨量水位一體站289個(gè)。主要分布在受山洪災(zāi)害影響較大的沿河村落、小型水庫(kù)等重點(diǎn)區(qū)域。

3.運(yùn)行情況及存在問(wèn)題

（1）自動(dòng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)點(diǎn)多面廣，管理難度大。由于山洪災(zāi)害防治自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)量多，覆蓋面廣且分散，項(xiàng)目建設(shè)時(shí)間緊，前期承建單位較多等原因，一旦設(shè)備產(chǎn)生故障，需要多方聯(lián)系，站點(diǎn)恢復(fù)時(shí)效性較差，部分偏遠(yuǎn)山區(qū)站點(diǎn)無(wú)法保障每年2次的巡檢工作，管理難度大。

（2）通信升級(jí)快，設(shè)備完整性差。隨著我國(guó)第五代移動(dòng)通信（5G）的高速發(fā)展，技術(shù)升級(jí)較大，前期建設(shè)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)通信模式2G/3G技術(shù)已落后并逐漸淘汰，且通訊基站升級(jí)更替，偏遠(yuǎn)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)通信往往得不到保障。另外設(shè)備長(zhǎng)期暴露在野外，受現(xiàn)場(chǎng)條件影響較大，2013～2015年度建設(shè)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行至今已有5～7年，攝像頭、補(bǔ)光燈、電池等設(shè)備存在不同程度的老化、損壞、丟失等現(xiàn)象。雨量桶、氣泡式水位計(jì)容易塞堵，設(shè)備完整性較差，部分站點(diǎn)信息無(wú)法實(shí)時(shí)采集傳輸，通暢率達(dá)不到水文行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）專業(yè)人員缺乏，技術(shù)力量薄弱。山洪災(zāi)害防治非工程措施自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的運(yùn)行和維護(hù)任務(wù)重，需要專業(yè)的人員進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。大部分監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝在鎮(zhèn)村，鎮(zhèn)村級(jí)水管人員并非遙測(cè)維護(hù)專業(yè)出身，且身兼多職，只能通過(guò)查詢監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)數(shù)據(jù)，對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行簡(jiǎn)單的判斷與上報(bào)，無(wú)法應(yīng)對(duì)設(shè)備故障處理和突發(fā)情況。受機(jī)構(gòu)改革、職能調(diào)整的影響，人員流動(dòng)性很大，鄉(xiāng)、村干部及預(yù)警信息人員變換快，培訓(xùn)難以及時(shí)到位，影響自動(dòng)監(jiān)測(cè)前端及預(yù)警平臺(tái)系統(tǒng)發(fā)揮效益。

圖1 圖像識(shí)別系統(tǒng)

（4）運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。2013年度至今我省共有141個(gè)山洪災(zāi)害防治自動(dòng)圖像監(jiān)測(cè)站點(diǎn)合同質(zhì)保期到期，未來(lái)2年內(nèi)，將會(huì)有1409個(gè)自動(dòng)圖像監(jiān)測(cè)站過(guò)保。按照水利部辦公廳下發(fā)的山洪災(zāi)害防治非工程措施運(yùn)行維護(hù)指南要求，參照《山洪災(zāi)害防治非工程措施運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)測(cè)算參考資料》測(cè)算，一個(gè)自動(dòng)圖像監(jiān)測(cè)站后期需要運(yùn)行費(fèi)1120元（委托看管費(fèi)600元、通信費(fèi)360元、材料費(fèi)260元），維護(hù)費(fèi)5115元（雨量站1875元、雷達(dá)水位站2725元、圖像站515元之和測(cè)算）。自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)按平均50公里測(cè)算異地維護(hù)費(fèi)，每年汛前巡檢一次，每個(gè)點(diǎn)每次525元。一般山洪災(zāi)害防治縣，每年用于山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)前端監(jiān)測(cè)運(yùn)行管理費(fèi)用約在20萬(wàn)元至40萬(wàn)元之間，重點(diǎn)山洪災(zāi)害防治縣所需要的費(fèi)用則更高。由于各級(jí)政府財(cái)力不同，部分縣區(qū)無(wú)法落實(shí)足夠的運(yùn)維資金，這也加大了運(yùn)行維護(hù)管理的難度。

4.運(yùn)行維護(hù)模式技術(shù)探索及對(duì)策

（1）基于小程序的山洪災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)維護(hù)手段。針對(duì)廣東省山洪災(zāi)害防治非工程措施自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)量多、時(shí)效性強(qiáng)、監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)技術(shù)含量高、監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)任務(wù)重的實(shí)際情況，可開(kāi)發(fā)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警運(yùn)行維護(hù)小程序用于維護(hù)管理。后臺(tái)通過(guò)關(guān)聯(lián)責(zé)任人管理系統(tǒng)，獲取人員信息數(shù)據(jù)表，綁定其手機(jī)號(hào)，各級(jí)管理人員直接通過(guò)手機(jī)微信小程序，無(wú)需下載手機(jī)軟件和注冊(cè)，即可查看自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括在線情況、信號(hào)強(qiáng)弱、電池電壓等信息。一旦發(fā)現(xiàn)站點(diǎn)24h無(wú)數(shù)據(jù)傳回，可一鍵提交故障清單，直接通知運(yùn)維人員進(jìn)行維護(hù)修理。還可利用故障處理情況欄目查看故障處理響應(yīng)情況等。除了能查看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，還能結(jié)合水文氣象山洪預(yù)警預(yù)報(bào)信息，及早地開(kāi)展設(shè)備運(yùn)行管理應(yīng)對(duì)工作。通過(guò)使用維護(hù)小程序，能實(shí)現(xiàn)高效的監(jiān)管和運(yùn)維，從根本上提高和改善山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的管理水平，使山洪災(zāi)害防御工作化更具主動(dòng)性。

（2）利用圖像識(shí)別和數(shù)據(jù)挖掘的維護(hù)手段。自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)能呈現(xiàn)區(qū)域內(nèi)實(shí)時(shí)降雨量、水位情況及變化趨勢(shì)，利用已建站點(diǎn)的所有歷史數(shù)據(jù)和周邊水文、氣象站點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)，包括歷史最高水位、歷史最大降雨量等信息，結(jié)合監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)區(qū)域水雨情實(shí)時(shí)分布情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，可初步分析出當(dāng)前實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否處于合理值內(nèi)。一旦區(qū)域內(nèi)單個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)產(chǎn)生奇異值時(shí)，還可利用已建的圖像識(shí)別系統(tǒng)（圖1所示），校驗(yàn)數(shù)值的合理性，從而判斷監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。并通過(guò)底層數(shù)據(jù)挖掘，分析出設(shè)備故障的原因，自動(dòng)給出解決故障的方法，生成“簡(jiǎn)潔”和有“針對(duì)性”的故障診斷信息，推送并通知運(yùn)維人員，并把故障處理結(jié)果反饋運(yùn)維管理人員。

（3）落實(shí)運(yùn)維經(jīng)費(fèi)，制定運(yùn)維方案。根據(jù)水利部下達(dá)的年度建設(shè)任務(wù)和廣東省山洪災(zāi)害防治現(xiàn)狀，廣東省組織編制了《廣東省山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目運(yùn)行維護(hù)實(shí)施方案》,方案包含2020～2022年共三年的運(yùn)行維護(hù)計(jì)劃，其中涵蓋1409宗自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的運(yùn)維保障，為廣東省山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警體系正常運(yùn)行，高效發(fā)揮山洪災(zāi)害防治非工程措施的作用，有效減少山洪災(zāi)害人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，全面取得脫貧攻堅(jiān)勝利發(fā)揮了重要的作用。