淺談山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)

王 旭

(黑龍江省慶達(dá)水利水電工程有限公司，哈爾濱 150080)

1 概 況

尚志市地處黑龍江省中南部，地理坐標(biāo)為E127°17′-129°12′，N44°28′-45°35′；西距省會哈爾濱市124km，東距牡丹江市177km,山丘起伏環(huán)繞，河流眾多，水網(wǎng)密集，水量豐富，境內(nèi)大小河流約有100多條，總流域面積8825km2。易受山洪威脅的區(qū)域涉及葦河鎮(zhèn)、帽兒山鎮(zhèn)、亞布力鎮(zhèn)、元寶鎮(zhèn)等10個鎮(zhèn)、河?xùn)|鄉(xiāng)、珍珠鄉(xiāng)、烏吉密鄉(xiāng)、馬延鄉(xiāng)、老街基鄉(xiāng)、魚池鄉(xiāng)，長壽鄉(xiāng)等7個鄉(xiāng)。

2 歷史山洪災(zāi)害

尚志市山洪災(zāi)害有以下四點(diǎn)，分別是季節(jié)性強(qiáng)、成災(zāi)快、破壞性強(qiáng)和重發(fā)性強(qiáng)；主要是為黑龍江省汛期在6月至9月期間，尚志市降雨集中在7月至9月期間，僅3個月降雨量占全年降雨量的70%多，是山洪災(zāi)害多發(fā)期。螞蟻河、大亮子河和東亮珠河等其河槽較窄，發(fā)生暴雨時，導(dǎo)致洪水陡漲陡落，均以山洪、坡洪為主，時常發(fā)生滑塌等破壞性強(qiáng)，危害嚴(yán)重。在同一流域，甚至同一年內(nèi)有可能發(fā)生多次山洪災(zāi)害，季節(jié)性強(qiáng)、頻率高的特征。

螞蟻河：1932年7月份連續(xù)降雨10余天，出現(xiàn)了歷史上罕見的大洪峰。一面坡段洪峰流量達(dá)1700m3/s，螞蟻河全河道普遍出槽，許多房屋、道路、農(nóng)田被沖毀，災(zāi)害之重、受災(zāi)民眾之慘狀目不忍睹。1960年從6月份起連續(xù)降雨，河水猛漲，一面坡段洪峰流量達(dá)到998m3/s，淹沒農(nóng)田33.4萬畝，水毀房屋1523間，死亡牲畜300頭。1991年7月19日至7月25日，螞蟻河流域上游平均降雨210mm，這次洪水范圍較大，對公路交通和水利設(shè)施損失較大，全市直接損失在4200萬元左右。

大亮子河：1994年7月13日，在大亮子河流域的黑龍宮鎮(zhèn)、長壽鄉(xiāng)境內(nèi)出現(xiàn)比較大的集中降雨，黑龍宮水庫溢洪道最大泄量276m3/s，根據(jù)水庫實(shí)測，洪峰值出現(xiàn)在7月13日23時左右，根據(jù)計(jì)算分析大亮子洪水重現(xiàn)期為50a一遇，洪峰流量為1064m3/s，全市進(jìn)水戶7824個，倒塌房屋1813間，農(nóng)田受災(zāi)面積25萬畝，其中絕產(chǎn)5萬畝。沖毀攔河壩57座，水工建筑物927座，小型水庫2座，塘壩1383座，橋涵3座，沖斷公路3處，中斷交通7日，電力、通訊設(shè)施水毀嚴(yán)重。黑龍宮鎮(zhèn)五一村淹死一人，全市洪澇災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失2.2億元，其中水利工程0.3億元。

東亮珠河:1985年7月23日，慶陽驛馬河金溝山洪暴發(fā)，樓山、復(fù)興二村屯被洪水包圍，沖毀民房84棟，森林鐵路7km，橋涵3座，受災(zāi)農(nóng)田4000余畝，樓山水電站被沖毀，曙光林場貯木場被洪水沖走。2002年7月29日至7月31日，螞蟻河上游連續(xù)降中到大雨，大亮子河黑龍宮鎮(zhèn)降雨達(dá)178.6mm，東亮珠河流域亮河鎮(zhèn)降雨達(dá)130mm。造成了全市17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)受災(zāi)、房屋受淹2823間、倒塌1042間，農(nóng)作物受災(zāi)16.4萬畝，絕產(chǎn)5萬畝，沖毀橋涵52座、毀壞路面70處60km，沖毀堤防36處10km、水工建筑物38座，小型水庫3座，塘壩55座等?？傆?jì)經(jīng)濟(jì)損失近1億元，其中水利工程損失982萬元。

3 監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)

如圖1所示，山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)分為水雨情監(jiān)測系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)。水雨情監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測信息來源來匯入平臺的雨情信息和群測群防的信息。群測群防水雨情監(jiān)測信息直接通過群測群防進(jìn)行預(yù)警，而匯入平臺的水雨情況監(jiān)測信息大數(shù)據(jù)，對接基于平臺的山洪災(zāi)害防御預(yù)警系統(tǒng)，通過信息匯集系統(tǒng)、查詢子系統(tǒng)、預(yù)報決策子系統(tǒng)，最后到預(yù)警子系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警。建設(shè)山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，及時發(fā)布預(yù)報、警報，減少災(zāi)害損失。在極短的時間內(nèi)緊急轉(zhuǎn)移大批的人員和財產(chǎn)，以保障人民群眾生命安全為最終目標(biāo)[1]。

圖1 山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

如圖2所示，本系統(tǒng)將所屬我省和哈爾濱市的氣象、暴雨、洪水等監(jiān)測信息和尚志市以下氣象、洪水、水庫、山塘潰壩等水雨情監(jiān)測信息納入到山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)平臺中，市水利防汛等相關(guān)部門根據(jù)預(yù)警的信息，及時告知鄉(xiāng)、村等；鄉(xiāng)、村相關(guān)人員告知村戶群眾，保證人民生命財產(chǎn)安全[2]。

圖2 尚志市山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)示意圖

3.1 水雨情監(jiān)測布設(shè)

尚志市水雨情監(jiān)測系統(tǒng)中現(xiàn)狀已建水文監(jiān)測站點(diǎn)43處，其中有2處水文站，2處自動水位站、39處雨量站。由于尚志市山洪危險區(qū)面積較大，現(xiàn)有站點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足防御山洪災(zāi)害的需要，故本次按照站網(wǎng)布設(shè)原則，并結(jié)合本區(qū)域的實(shí)際情況，本系統(tǒng)共設(shè)有125處監(jiān)測站點(diǎn)，水位站點(diǎn)中有18處自動監(jiān)測站、19處簡易監(jiān)測站，均兼測水位。雨量監(jiān)測站點(diǎn)88處，73處自動雨量監(jiān)測站、16處簡易雨量監(jiān)測站。

表1 尚志市山洪災(zāi)害水雨監(jiān)測站網(wǎng)總表

3.2 監(jiān)測預(yù)警平臺

如圖3所示，山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警對信息處理和服務(wù)的核心就是監(jiān)測預(yù)警平臺。通過將收集來的雨量值、水位數(shù)值，及山洪災(zāi)害防治等信息匯集形成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信等技術(shù)手段建立監(jiān)測預(yù)警平臺，并將其分成信息匯集子系統(tǒng)、信息查詢子系統(tǒng)、預(yù)報決策子系統(tǒng)和預(yù)警子系統(tǒng)等四個模塊。尚志市防汛部門運(yùn)用該監(jiān)測預(yù)警平臺，從而實(shí)現(xiàn)及時發(fā)布預(yù)報、預(yù)警信息[3]。

圖3 尚志市山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.3 預(yù)警系統(tǒng)

如圖4所示，尚志市山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)通過從太陽能雨量站和遙測站采收集監(jiān)測，這些信息通過遠(yuǎn)程局域網(wǎng)傳輸?shù)阶詣颖O(jiān)控中心；監(jiān)控中心將信息進(jìn)行整理供防汛抗旱指揮部會商決策；防汛抗旱指揮部召開會議進(jìn)行會商決策，同時將會商后的指令通過自動、人工短信或自動、受控廣播及時向鎮(zhèn)村傳達(dá)。如遇到強(qiáng)降雨、洪水陡漲、水庫山塘潰壩等緊急情況，防汛抗旱指揮部直接向鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村、屯發(fā)布預(yù)警信息，村可直接報告區(qū)山洪災(zāi)害防御指揮部，并可直接向受威脅的居民和單位發(fā)布預(yù)警。因此針對不同情況和緊急程度，采取合適的預(yù)警方式，將預(yù)警指令信息及時準(zhǔn)確傳遞給災(zāi)害受危地區(qū)，從而使接收預(yù)警地區(qū)人民按照尚志市山洪災(zāi)害防御預(yù)案預(yù)防措施，最大限度地減少人員傷亡。預(yù)警系統(tǒng)由基于平臺的自動預(yù)警系統(tǒng)和群測群防預(yù)警系統(tǒng)組成。它是整個山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的最終目標(biāo)[4]。

圖4 尚志市山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)流程圖