山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究及發(fā)展趨勢(shì)綜述

王健

摘 要： 本文首先闡述了山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)發(fā)展研究現(xiàn)狀，接著分析了山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警研究與實(shí)施，最后對(duì)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)研究趨勢(shì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞： 山洪災(zāi)害;監(jiān)測(cè)預(yù)警;發(fā)展

【中圖分類號(hào)】P426.616 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.148

引言：山洪的預(yù)警技術(shù)是一項(xiàng)重要的功能和意義，有效的山洪預(yù)警技術(shù)能夠識(shí)別災(zāi)害，及時(shí)采取預(yù)防措施或預(yù)防措施，確保人民的財(cái)產(chǎn)不受損害。

1 山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)發(fā)展研究現(xiàn)狀

山洪災(zāi)害具有很大的危險(xiǎn)性，其風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和識(shí)別技術(shù)是建立在以往對(duì)山洪災(zāi)害頻繁調(diào)查的基礎(chǔ)上的。需要結(jié)合氣候、水文等所有相關(guān)因素分析山洪災(zāi)害的類型、程度和影響范圍，結(jié)合相關(guān)情況劃定危險(xiǎn)區(qū)域，更好地為政府和人民提供相關(guān)參考，發(fā)揮預(yù)警作用。在山洪預(yù)警預(yù)報(bào)工作中，水文氣象和徑流模型是山洪預(yù)警的主要相關(guān)依據(jù)。預(yù)測(cè)周期短、流速快、數(shù)據(jù)少等特點(diǎn)是山洪發(fā)生時(shí)的共同特點(diǎn)，這決定了山洪預(yù)測(cè)的相關(guān)工作具有突出的特殊性。

2 山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警研究與實(shí)施

2.1 山洪災(zāi)害防治預(yù)案編制研究與實(shí)施

結(jié)合山洪災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)的建立，研究總結(jié)出一套適合推廣的山洪災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施方案，使山洪災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)的建立能夠滿足實(shí)際應(yīng)用水平，從而為山洪災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)的推廣奠定基礎(chǔ)。

2.2 山洪災(zāi)害防治責(zé)任體系建立研究

在建立第五次災(zāi)害山洪責(zé)任制度，在縣、村、村建立指導(dǎo)防洪救災(zāi)工作的組織?？偨Y(jié)了從試點(diǎn)國(guó)家的調(diào)查中吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以便通過(guò)提供充分的問(wèn)責(zé)制和建立在各省和全國(guó)范圍內(nèi)降低山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的基準(zhǔn)機(jī)制，提高減災(zāi)效率。

2.3 山洪災(zāi)害宣傳、培訓(xùn)、演練方案編制研究與實(shí)施

在試點(diǎn)省份開(kāi)展提高認(rèn)識(shí)活動(dòng)，以提高民眾對(duì)水災(zāi)的認(rèn)識(shí)和警惕;培訓(xùn)有關(guān)國(guó)防部、負(fù)責(zé)人、監(jiān)測(cè)人員、預(yù)警人員和受影響地區(qū)的水災(zāi)專業(yè)人員，以明確規(guī)定各自的責(zé)任;在防洪區(qū)，本組織進(jìn)行了幾次防洪演習(xí)，使人民清楚地了解改道和地點(diǎn)，使人民能夠在很短的時(shí)間內(nèi)安全改道。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出一套完整的山洪災(zāi)害宣傳、培訓(xùn)、演練的編制和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，便于在推廣應(yīng)用過(guò)程中參考。

2.4 山洪災(zāi)害建設(shè)與運(yùn)行管理方法研究

在試點(diǎn)項(xiàng)目的水管部分，將設(shè)立專門機(jī)構(gòu)，根據(jù)上級(jí)部門的規(guī)定或要求，協(xié)助專家設(shè)計(jì)和執(zhí)行項(xiàng)目。通過(guò)使用管理系統(tǒng)、資金和人員實(shí)施來(lái)確保的系統(tǒng)正常運(yùn)行，從而最大限度地提高價(jià)值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，研究了一套適合山洪災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)和管理的模型，便于今后推廣。

3 山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)研究趨勢(shì)

3.1 多要素立體化監(jiān)測(cè)及新技術(shù)的融合運(yùn)用

結(jié)合傳統(tǒng)的地面?zhèn)鞲衅鳎涤炅款A(yù)測(cè)的范圍有限，使適應(yīng)復(fù)雜的山區(qū)環(huán)境變得更加困難，并使預(yù)警變得更加困難。許多科學(xué)家提出了多用途的三維監(jiān)測(cè)，如天網(wǎng)衛(wèi)星天氣預(yù)報(bào)，以取得良好效果。

地面水值所代表的山洪災(zāi)害的另一個(gè)重要監(jiān)測(cè)因素目前正由研究人員觀察：觀測(cè)現(xiàn)有的小流域或大型流域的遙感技術(shù)。今后可以結(jié)合水文能力監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流域以下的天空漫游圖像。

此外，基于多源遙感、雷達(dá)、微納傳感等新的監(jiān)測(cè)技術(shù)。，并與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)要素的全天、全天、空天地立體監(jiān)測(cè)，獲得山洪多要素實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，擺脫對(duì)單一降雨數(shù)據(jù)的依賴。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在監(jiān)測(cè)預(yù)警中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)是集無(wú)線傳感器和射頻識(shí)別技術(shù)于一體的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其系統(tǒng)主要由傳感層、傳輸層、處理層和應(yīng)用層組成。傳感器級(jí)利用無(wú)線傳感器和高頻檢測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)采集降水和土壤數(shù)據(jù)進(jìn)行山洪預(yù)警;傳輸層通過(guò)多個(gè)通道將捕獲的信息傳輸?shù)接?jì)算層。處理級(jí)別通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析處理來(lái)支持決策。應(yīng)用程式層次會(huì)與使用者互動(dòng)，并產(chǎn)生警示資訊。

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在山洪監(jiān)測(cè)預(yù)警中的應(yīng)用主要集中在傳統(tǒng)雨量、水位和土壤水分監(jiān)測(cè)儀器的改造、ad hoc網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在信息傳輸中的應(yīng)用以及監(jiān)測(cè)預(yù)警云平臺(tái)的設(shè)計(jì)等方面。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在信息傳輸中的應(yīng)用以及預(yù)警云平臺(tái)設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)。借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的感官、無(wú)處不在、可靠的處理和智能優(yōu)勢(shì)，山洪預(yù)警技術(shù)的創(chuàng)新和實(shí)施能夠有效地支持山洪因子的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、多頻段數(shù)據(jù)傳輸和多指標(biāo)動(dòng)態(tài)報(bào)警。

3.3 “自然-社會(huì)”二元災(zāi)害防治范式

氣候變化和人類活動(dòng)是影響水循環(huán)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)因素。氣候變化通過(guò)影響降雨、溫度等降雨影響小水域的雨水流動(dòng)，而人類活動(dòng)通過(guò)改變較低的條件影響小流域的形成和聚集機(jī)制。小流域暴雨徑流過(guò)程是山洪災(zāi)害發(fā)生的直接原因，其時(shí)空變化特征決定了山洪災(zāi)害的時(shí)空分布情況。近年來(lái)高緯度農(nóng)村地區(qū)全球氣溫上升以及短期和持續(xù)暴雨導(dǎo)致我國(guó)發(fā)生極端事件;與此同時(shí)，人類活動(dòng)導(dǎo)致流域以下流域底部發(fā)生變化，增加了小流域的強(qiáng)度，提高了該地區(qū)的再生能力，增加了峰值負(fù)荷。這些因素導(dǎo)致山洪突然增加，使山區(qū)減少災(zāi)害更加困難。

3.4 山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警體系標(biāo)準(zhǔn)化

如前所述，由于有關(guān)國(guó)家缺乏監(jiān)測(cè)山洪的明確法律規(guī)定，預(yù)警對(duì)減災(zāi)的影響被忽視了，通過(guò)制定、公布和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，在最少的情況下通過(guò)監(jiān)測(cè)山洪，實(shí)現(xiàn)預(yù)警的最佳秩序和社會(huì)效力。今后，將在現(xiàn)有水文監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，制定山洪監(jiān)測(cè)特別條例和政策，以發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化的山洪預(yù)警系統(tǒng)，使未來(lái)的預(yù)警系統(tǒng)正?；?/p>

結(jié)束語(yǔ)：中國(guó)防洪引起了當(dāng)局的關(guān)注，制定了相應(yīng)的法律和政策，開(kāi)展了一系列相關(guān)項(xiàng)目，提高了防治工作的有效性。山洪監(jiān)測(cè)預(yù)警研究也取得了相當(dāng)大的成果，但與實(shí)際要求相比，監(jiān)測(cè)設(shè)備、監(jiān)測(cè)要素、降水值、場(chǎng)地布局等方面仍存在重大差距。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)對(duì)山洪災(zāi)害是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，必須解決當(dāng)前的研究和實(shí)施問(wèn)題，以滿足形勢(shì)的需要。今后的研究建議將程序?qū)嵤┡c理論研究相結(jié)合，建立多學(xué)科的三維監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，建立水位調(diào)整監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，制定專門的政策條例，建立標(biāo)準(zhǔn)化的山洪預(yù)警系統(tǒng)，以提高預(yù)警系統(tǒng)的可靠性和有效性，加強(qiáng)各國(guó)抗洪能力，減少災(zāi)害，提高我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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