全国山洪灾害防治试点县实施方案编制大纲Word格式.docx
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全国山洪灾害防治试点县实施方案编制大纲Word格式.docx
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4 监测预警系统建设
试点县山洪灾害防治监测预警系统建设主要包括水雨情监测、信息汇集与预警平台、预警等子系统建设。
本次监测预警系统建设主要针对防御降雨在山丘区引发的洪水灾害的监测预警及群测群防设施,同时考虑防御泥石流、滑坡等灾害的要求,预留了接收气象、国土等部门信息的接口。
4.1系统建设模式
由于山洪预见期短、致灾快,因此为有效防御山洪灾害,需特别加强县级以下行政区的防灾工作。
根据我国目前县级以下行政区的经济社会发展状况、技术水平、防灾特点以及各级防汛部门在防灾中的作用,提出以下两种监测预警系统建设基本模式:
模式一:
在县级行政区建立基于平台的山洪灾害预警系统,省、市、县、乡(镇)、村等各方面的山洪灾害防治相关信息汇集于平台,县级防汛部门根据山洪灾害信息和预测情况,及时发布预报、警报。
同时县、乡(镇)、村、组建立群测群防的组织体系,开展监测、预警工作。
这种模式适宜于山洪灾害严重,县级防汛部门有能力建立和管理山洪灾害防治信息汇集及预警平台,省、市、县信息实现共享,县级防汛部门能制作山洪灾害预报警报的县级行政区。
系统结构见图1。
模式二:
县、乡(镇)、村、组建立群测群防的组织体系,依靠县、乡(镇)、村、组的监测设施,结合省级、市级防汛部门的信息、指令,开展监测预警工作。
县、乡(镇)、村根据暴雨、洪水及水库(山塘)等监测信息,发布预报警报。
一般按县→乡(镇)→村→组→户的次序进行山洪灾害预警;
遇紧急情况(暴雨洪水陡涨、水库山塘溃坝等)村可直接报告县级防汛指挥部和乡(镇)防汛指挥机构,并可直接发布预警。
这种模式适宜于尽管山洪灾害严重,但经济条件差,不具备建立和管理山洪灾害防治信息汇集及预警平台的人、材、物等条件的地区。
系统结构见图2。
各试点县可根据自身经济和技术等方面的实际情况,选择适宜的建设模式。
4.2水雨情监测子系统
4.2.1监测方式及报汛工作体制
水雨情监测子系统监测项目主要包括降雨量、水位。
站类主要包括雨量站、水位站。
雨量站监测雨量信息,水位站监测雨量和水位信息。
根据山洪灾害预警的需要和各地的建站条件,考虑山洪灾害易发区地形复杂、降雨分布不均、群众居住分散、地方经济发展不均衡等实际情况,水雨情监测站可建成简易监测站、人工监测站和自动监测站。
其监测方式及报汛工作体制要求如下:
(1)简易监测站
为扩大水雨情信息的监测覆盖面,在山洪灾害防治区内的村、组设立简易监测站。
因地制宜地配置简易的雨量、水位观测设施,采用直观、可行的观测方法进行水雨情信息的监测。
利用本地区适用的传播方式进行信息的传输,达到群测群防的目的。
简易雨量站采用有雨观测、下大雨加强观测的工作体制,有条件时及时上报;
简易水位站在有雨时或接到通知时观测,水位接近成灾水位时加强观测,有条件时及时上报。
(2)人工监测站
对于无条件建设自动监测站,但拥有公用通信资源(程控电话、移动通信网)的地区,按照人工观测站的技术要求建立相应的水雨情人工监测站。
采用人工观测和管理的模式,通过语音或通话报汛进行雨量、水位信息的采集和传输。
人工监测站采用定时观测,定时报汛的工作体制,在暴雨天气状态下则加密观测、增加报汛段次。
(3)自动监测站
根据本地区的通信、经济条件,设立雨量、水位自动监测点。
采用有人看管,无人值守的管理模式,配置相应的雨量、水位传感器,以及遥测终端及通信终端设备,实现水雨情信息的自动采集、传输。
自动监测站采用定时自报、事件加报的工作体制;
对超短波组网的自动监测站,则采用增量随机自报与定时自报兼容的工作体制;
人工置数信息应有反馈确认的功能。
4.2.2站网布设
4.2.2.1站网布设原则
(1)雨量站布设
山洪灾害严重的区域原则上按照20~100km2/站的密度布设自动或人工雨量站;
在山洪灾害特别严重的乡(镇)、山洪灾害频发及人口密度大的村组、山洪灾害易发区的暴雨中心,按照20~30km2/站的密度布设自动或人工雨量站,视测站重要程度和当地的建站条件、经济条件确定自动站和人工站的数量。
西部地广人稀、经济欠发达地区自动和人工雨量站网布设密度可相对放宽。
简易雨量站按照每个自然村(组)1个站进行布设。
雨量站要尽量布设在代表性好、便于看管维护的地方。
(2)水位站布设
面积超过100km2的山洪灾害严重的流域,且河流沿岸为市、县、乡政府所在地或人口密集区、重要工矿企业的,可布设水位观测站,有条件的可布设自动水位站。
流域面积50~100km2的山洪灾害严重的小流域,如果河流沿岸有人口较为集中的居民区或有较重要工矿企业、较重要的基础设施,可布设人工水位观测站或简易水位观测站。
山洪灾害严重的其它小流域,根据当地实际情况因地制宜布设简易水位观测站。
水位站宜设在人口居住区上游,地点应考虑预警时效等因素综合确定。
对于下游居民集中的水库(山塘),如果没有水位观测设施的,增设适量的水位观测设施。
水库、山塘水位站设在坝前。
对于已有的自动或人工监测站点应纳入本系统站网,其监测信息相应进入县级监测预警平台和市、省级监测网络。
4.2.2.2监测站网确定
根据上述站网布设原则确定本试点县的各类监测站的地点和数量。
4.2.3监测设备设施
4.2.3.1简易监测站
(1)雨量观测
简易监测雨量站信息采集设备设施设计技术要求如下:
1)试点县应因地制宜地配置简易雨量观测器。
雨量观测器的承雨口径尽可能按照《降水量观测规范》规定的要求进行设计;
2)为便于观测员能直观和方便地观测雨量,承水器皿可设计为透明的装置,并根据区域内雨情的临界值或降雨强度,在承水器皿外进行划分或标注明显的预警标志。
(2)水位观测
对于无条件设立水尺的观测站,则可采用简易、可靠的方法进行人工监测,设计技术要求如下:
1)在岸边修建简易的水尺桩,水尺桩可设计为木桩式或石柱型;
2)对于无条件建桩的观测站,可选择离河边较近的固定建筑物或岩石上标注水位刻度;
3)水位观测尺的刻度以方便观测员直接读数为设置原则,各地应根据当地的实际情况,以现场标注致灾的临界水位值的方法,作为预警的标准。
4.2.3.2人工监测站
人工监测雨量站设计技术要求如下:
1)配置虹吸式雨量观测设备;
2)确定设备的安装方式,设计必要的安装设施;
3)观测员按照报汛的要求,以语音或通话方式进行数据传输。
人工监测水位站设计技术要求如下:
1)对于新建的水位站需修建水位观测尺和观测道路;
2)观测员按照报汛的要求,以语音、短信或通话方式进行报汛。
4.2.3.3自动监测站
自动监测站应实现雨量、水位信息自动采集。
在设计中,各地可根据是否需满足基本资料收集的要求,增加固态存储的功能,其存储容量应满足能连续记录1年的资料。
雨量信息采集设计主要包括雨量观测场地和雨量传感器,具体技术要求如下:
1)雨量观测场地
①雨量监测站原则上不新建雨量观测场,已建有雨量观测场的站,将雨量传感器放置在雨量观测场内;
②未建雨量观测场的站,则利用屋顶平台予以观测,但安装时应注意与建筑物、树木等障碍物的水平距离为障碍物高度的两倍。
2)雨量传感器
①承雨口口径:
Φ200+0.6mm;
②分辨力:
当测站为基本雨量站时,年平均降雨量≥800mm的测站采用0.5mm的雨量传感器,年平均降雨量<800mm的测站采用0.2mm的雨量传感器;
对于非基本雨量站,南方湿润地区可选用1.0mm的雨量传感器,北方干旱或半干旱地区可选用0.5mm的雨量传感器;
水位信息采集设计主要包括水位观测设施和水位传感器,具体技术要求如下:
各试点县可根据实际情况选用浮子水位计、压力水位计和超声水位计进行水位观测。
对已建有水位自记井且可利用的监测站选用浮子式水位传感器;
未建井或不能建井的测站,视河流及水情特点配备压力式(压阻式、气泡式)或超声式水位传感器。
根据选用的水位传感器进行配套的土建与安装设施建设。
4.2.4信息传输通信网设计
水雨情数据传输常用的通信方式有卫星、超短波(UHF/VHF)、GSM短信、GPRS,以及程控电话网(PSTN)等。
信息传输通信网应从各试点县的山洪灾害监测工作实际出发,主要针对系统中的自动监测站和人工监测站的数据传输通信网络进行设计。
4.2.4.1通信资源调查
试点县需对布设的自动监测站和已建的自动监测站的信息传输方式进行调查,并填写相关表格。
4.2.4.2传输方式选择原则
(1)对于有公网覆盖的地区,一般应选用公网进行组网(电话PSTN、GSM/GPRS);
(2)对于公网未能覆盖的丘陵和低山地区,一般宜选用超短波通信方式进行组网;
(3)对于既无公网,又无条件建超短波的地区,则选用卫星通信方式;
(4)对于重要监测站且有条件的地区尽量选用两种不同通信方式予以组网,实现互为备份,自动切换的功能,确保信息传输信道的畅通。
(5)各示范区信息传输方式可以是单一通信方式,也可根据实际情况采用混合通信方式。
4.2.4.3设施设备配置
按照各类监测站的采集方式和信息传输方式,主要针对人工监测站和自动监测站配置相应的监测与传输设备,并根据实际情况进行相关安装设施配置与土建工程。
(1)人工监测雨量、水位站
人工监测雨量站和水位站以人工观测雨量、水位,通过电话语音报汛系统将数据传输至数据接收处理平台;
或通过移动电话以话传的方式进行传输。
因此,人工监测雨量站主要配置雨量观测设备,人工监测水位站主要配置水位观测水尺1组,并安装一门电话。
在数据接收处理接收平台的工作站中配置语音卡,即实现人工监测雨量站和水位站的自动传输的功能。
(2)自动监测雨量、水位站
自动监测雨量站和水位站以遥测终端为核心,配置翻斗式雨量传感器或水位传感器、通信终端、电源系统以及避雷系统,实现水雨情信息的自动采集和自动传输。
雨量和水位自动监测站采用太阳能浮充蓄电池方式供电,并配备必要的避雷设施。
自动监测雨量站和水位站的通信设备可根据各站选用的数据传输通信方式进行相应的选配,太阳能板的功率根据测站的供电要求进行确定。
4.3信息汇集与预警平台
各试点县可根据自身经济和技术等方面的实际情况,具备条件的可建设信息汇集与预警平台。
4.3.1平台组成与功能
山洪灾害防治信息汇集与预警平台是山洪灾害监测预警系统数据信息处理和服务的核心,主要由计算机网络、数据库、信息汇集、信息查询、预报决策、预警等部分组成。
其组成结构如图3所示。
计算机网络主要为系统数据接收、处理、加工与信息查询、预报决策、预警与信息发布、信息交换等服务提供硬软件平台。
数据库主要为系统维护管理、信息查询与服务、预报决策与预警提供数据信息。
4.3.2信息汇集
信息汇集主要由数据接收处理单元(硬件设备)和实时数据接收处理软件构成。
数据接收处理单元主要由数据接收通信设备、数据接收处理计算机、电源以及设备安装设施和避雷系统组成。
各自动监测站点的水雨情信息通过数据传输信道传输到平台后,进入数据接收处理计算机,通过数据接收软件实时完成监测站水雨情数据的实时接收处理,并存入数据库中。
人工观测的水雨情信息通过语音电话报汛方式自动存入数据库中,或通过其它的人工报汛方式收集后采用人工录入的方式存入数据库中。
对于气象信息以及上级部门转发的相关信息经处理后,按照统一的数据格式存入数据库中。
4.3.3信息查询
信息查询主要包括对各类数据(水雨情信息、气象信息、工情信息)及基础信息(河流、山洪沟、监测点、堤防、水库、山塘、灾害点、安全区、威胁区、经济社会状况)与预测预报成果信息的查询与检索。
信息查询软件的开发,基于B/S和C/S两种结构的比较,为了获得较好的系统运行效率,有条件的建议采用B/S方式来组织软件体系,同时充分利用C/S结构的优点,系统的部分辅助性的功能使用C/S结构实现。
没有条件的可采用C/S体系结构。
4.3.4预报决策
预报决策包括水雨情分析预测、预警信息生成、维护及管理等3个软件模块。
山洪灾害预报决策是基于平台的山洪灾害预警系统的重要组成部分,为各县级山洪灾害防御指挥部门进行山洪灾害预警提供依据。
预报决策子系统建设内容具体为:
1)水雨情分析预报模块
结合实时水雨情、气象预报信息,根据水雨情分析预报模型,对小流域、中小水库水位、流量进行预测,并输出预测结果(文字、表格或图形)。
包括预报方案编制与预报软件开发。
2)预警信息生成模块
根据预报成果及预警指标实时编制预警信息,并及时将预警信息发送至预警平台。
对于有水文资料的流域,可以利用已有水文资料采用常规的方法编制预报方案。
但对于大部分小流域而言,水文站点稀少,水文资料缺乏,因此可以采用降雨径流预报法、上下游水位(流量)相关法、雨量水位(流量)相关法、比拟法等方法进行预报。
也可以根据大比例地形资料(如五万分之一数字高程模型)分析出地貌单位线,建立分布式水文模型进行预报。
具体预报方案由各地根据实际情况选用。
预报决策子系统中水雨情分析预报方案、模型需要软件化。
各地需开发建立常用预报模型库,并制定模型统一数据输入、输出接口标准。
3)系统维护和管理模块
该模块可以对整个系统的内容进行添加和删除,具有控制系统权限的功能。
本模块为系统维护管理提供工具。
4.3.5预警信息发布平台
建立电话、短信、广播预警信息发布平台,使决策者可根据实际情况对单个地区或多个地区发布不同类型预警内容。
电话预警可向全县山洪灾害威胁区居民发布预警预报信息;
短信平台可向全县相关手机发布预警预报信息;
大功率广播预警可向灾害点发布预警信息。
建立传真传输系统,可实现文件、通知的自动或半自动的群发群收,提高乡镇与县防汛指挥部门、县防汛指挥部门与上一级防汛部门之间文件、通知、预警信息的时效性、可靠性。
在设计信息汇集与预警平台时,各地应结合本地现有的网络结构、通信信道、网管系统、网络设备状况,按照各自的山洪灾害监测预警系统对网络和通信的实际要求,充分利用现有资源,合理制定设计方案。
各试点县还可根据本区域内的水文资料条件编制适宜的预报方案。
4.4预警子系统
预警子系统建设是在监测信息采集及预报分析决策的基础上,根据预警信息危急程度及山洪灾害可能危害范围的不同,通过适宜的预警程序和方式,将预警信息及时、准确地传送到山洪灾害可能危及区域,使接收预警区域人员根据山洪灾害防御预案,及时采取预防措施,最大限度地减少人员伤亡。
4.4.1系统组成
根据预警信息的获取渠道不同,预警信息的获取分为从各级建立的基于平台的山洪灾害防御预警系统获取信息和群测群防获取信息两种途径。
预警信息的发布主要由各级山洪灾害防御指挥部门或者群测群防监测点上的监测人员通过预警信息传输网络和其它方式完成。
4.4.2预警系统流程
(1)通过基于平台的山洪灾害防御预警系统流程
在建立了基于平台的山洪灾害防御预警系统的地区,预警信息可由信息汇集与预警平台制作、发布。
县级防汛指挥部门通过预警信息发布平台发布预警信息,各乡(镇)政府接收县级防汛部门发布或下发的预警信息,传输给村、组、户。
紧急情况下县级防汛部门可直接对村、组发布预警信息。
基于平台的预警系统流程示意图见图4。
(2)通过群测群防预警流程
群测群防预警信息的获取来自县、乡(镇)、村或监测点。
由监测人员根据山洪灾害防御培训宣传掌握的经验、技术和监测设施监测信息,发布预警信息。
县级防汛指挥部门接收群测群防监测点、乡(镇)、村的预警信息,逐级发布。
各乡(镇)除接收县防汛部门发布或下发的预警信息,还接收群测群防监测点、村和水库、山塘监测点的预警信息。
村、组接受上级部门和群测群防监测点、水库、山塘监测点的预警信息。
上游村庄的预警信息要及时向下游村庄传递。
群测群防预警流程图见图5。
4.4.3预警信息的发布
(1)预警发布权限
根据预警信息获取途径不同,预警发布权限归属不同的防汛负责人(或防汛部门)。
建立了基于平台的山洪灾害防御预警系统的地方,预警发布权限归属其对应的防汛负责人(或防汛部门),即:
平台建立在县级,预警发布权限归县防汛负责人(或防汛部门)。
依靠群测群防进行预警的地区,预警发布权限归属县级、乡(镇)、村的防汛负责人(或防汛部门)和监测员。
(2)预警发布内容
预警发布内容包括:
暴雨洪水预报信息,暴雨洪水监测信息,水库及山塘水位监测信息,降雨、洪水位是否达到临界值,流量监测信息预警信息等级等。
(3)预警信息发布对象
预警信息发布对象为可能受山洪威胁的城镇、乡村、居民点、学校、工矿企业、旅游景点等。
根据预警等级确定不同的发布对象。
(4)预警发布方式
预警发布方式分为通信网络畅通下的预警发布方式和无通信网络(或通信网络中断)下的预警发布方式两种情况。
建立短信预警发布平台和电话(或传真)预警发布平台,在规定的条件下由山洪灾害预警系统软件自动发送山洪灾害预警信息。
通信网络畅通时,预警信息发布单位或责任人利用Internet公网、语音电话、手机通话、手机短信、传真、有线电视、广播等及时向下发布预警信息,各级根据接收的预警信息,按照预案采取相应的措施。
在无通信网络(或通信网络中断)时,根据当地预警设备配置情况和山洪灾害危险情况,按照预案中事先确定的报警信号,利用发送信号弹、鸣锣、启动报警器和无线广播、高音喇叭喊话等方式,向灾害可能威胁区域发送警报。
短信预警发布平台提供短信群发功能,能向列表中的各级主管领导、责任人自动发送山洪灾害预警短信。
电话传真预警发布平台能自动向列表中的各个单位传送山洪灾害预警信息或调度指示文件等,克服人工拨号打电话、发传真,费时易出差错的问题。
(5)预警信息发布软件开发
预警信息发布软件主要完成预警信息的处理和发布。
为了获得较好的系统运行效率和方便使用,有条件的地区建议采用B/S体系结构、并充分利用C/S结构的优点进行开发,没有条件的地区可采用C/S体系结构开发。
4.4.4预警信息传输通信网
山洪灾害预警通信主要负责向受山洪灾害威胁的城镇、乡村、居民点等及时、准确地发布气象水文情报、山洪警报和撤离指令等,同时及时收集反馈信息。
由上逐级下传的预警信息最终要通知到受威胁的居民点和单位。
作为山洪警报传输及信息反馈的渠道和通路,通信网必须有效、实用,且应能满足突发通信的需求。
4.4.4.1预警信息通信方式选用原则
根据山洪灾害的特点,可用于预警信息传输的通信方式有电视、广播、Internet网络、电话、传真、移动通信、短信、报警器、锣鼓号等,各地可根据当地经济状况、现有通信资源条件以及各种通信方式的适用性,并考虑山洪灾害预警信息传输的时效性和紧急程度,选用适宜的通信方式组建山洪灾害预警信息传输通信网。
为保障预警信息能及时发布到乡(镇)、村、组、户,有条件的县与乡(镇)应尽可能建立双信道的通信网络,以保证一种信道通信中断时预警信息能够顺利传递。
(1)固定时间发布的预警信息,接收的对象主要是公众,应充分考虑通信覆盖面,综合选择多种方式同时发布,可选择电视、广播、短信、自动传真等与群众生活联系紧密的通信平台。
(2)不定时的山洪灾害警报信息,时效性要求比较强,通过电话、移动电话等直通方式进行通信。
对于特别紧急的情况,警报传输通信必须各种方式并用。
当公共通信(固定电话、移动电话)均遭山洪破坏而失效时,有条件的地区可采用卫星通信方式进行应急通信。
(3)对于公共通信条件较好、且运行维护费用有保障的地区可综合运用固定电话、移动通信通话和短信、传真、internet网络、有线电视和广播警报系统的多种方式。
(4)山高、地形复杂、人口密度低、缺乏电力供应的山丘区,可采用短波通信或超短波通信进行预警信息传输。
(5)对于没有公共通信条件,人口居住比较分散的偏僻山村,可以通过广播、喇叭、锣鼓、报警器、烟火、人力等根据已设定的预警信号发布预警信息。
4.4.4.2预警通信方案及设备配置要求
预警信息的传输路径一般为:
县级山洪灾害防御指挥部→乡(镇)→行政村→组→户。
如遇紧急情况(强降雨、洪水陡涨、水库山塘溃坝等),村可直接报告县级山洪灾害防御指挥部和乡(镇)山洪灾害防御指挥机构,并可直接向受威胁的居民和单位(包括不同行政区划的下游村庄和单位)发布预警。
在进行建设预警通信网时,应充分考虑县、乡(镇)、村、组各级的现有可利用通信资源和建站条件,做到因地制宜、切合实际、节约投资。
(1)县与乡(镇)预警通信
县级山洪灾害防御指挥部需将预警信息传送到乡(镇)、村,采用的手段及需要的通信方式主要包括:
通过广播、电视发布预警信息。
县级山洪灾害防御指挥部与县级广播、电视台需采用专线或虚拟专用网(VPN方式)进行网络互联,实现山洪警报信息的快速传输,信息发布利用广播电视台的现有设施。
可租用专线或选用GPRS通信。
县级数据汇集及预警平台以短信和传真的形式自动向受山洪灾害威胁的乡(镇)、村发送预警信息。
县级山洪灾害防御指挥部需与移动通信部门建立可靠通信。
通过程控电话(PSTN)和移动电话传送预警信息。
县级通信条件较好,可利用现有的通信线路;
对不能进行正常通信的乡镇,更新改造乡镇的电话线路,提高电话通信的可靠性。
有条件的乡(镇)可与县级山洪灾害防御指挥部租用专线建立网络互联。
对于县与乡(镇)之间没有公共通信可利用的地区,可根据测站距中心站的距离、地形条件,采用短波通信或超短波通信方式实现预警通信。
采用短波通信,县、乡(镇)均需配置短波电台、天馈线及电源。
采用超短波通信,县、乡(镇)均需配置超短波电台
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