淳安县山洪灾害监测预警系统应用与实践

郑红日,方琛亮

(1.淳安县水利水电局,浙江 淳安 311700;2.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 淳安县及山洪灾害概况

淳安县位于浙江西部,是浙江省面积最大的县,县域面积4 427 km2,其中千岛湖水域面积573 km2。是一个典型的山区县,丘陵山区的面积占全县总面积的80%以上。总体地势四周高中间低,山脉多呈北东—南西走向,且多数分布在县境周边,组成中低山地貌。属亚热带湿润季风气候,温暖湿润,雨量充沛,多年平均降雨量1 726 mm。全县受山洪灾害威胁人口8.4万,占总人口的18.7%。全县小(2)型以上水库64座,其中中型水库4座,山洪灾害防御任务繁重。

山洪灾害是淳安县最为严重的自然灾害,主要有洪灾与滑坡2种类型,泥石流很少发生。其中,县境北部、西部等流域为淳安县山洪灾害多发区。降雨最多的区域是县境西部与南部,西部为武强溪、浪川溪、郭村溪等流域的中上游;南部为凤林港、上梧溪、商家源等流域的中上游。降雨次多的区域是县境北部,即进贤溪、云源港流域的中上游。在地域分布上,山洪灾害主要发生在县境北部和西南部,北部以进贤溪、云源港、六都源、七都源等流域为主的广大地区;西南部以武强溪、凤林港等流域为主的广大地区。山洪灾害主要由梅雨和台风雨引发,不仅对基础设施造成毁灭性破坏,而且对人民群众的生命财产安全构成极大的损害和威胁,已经成为当前防灾减灾的突出问题,是淳安县山丘区经济社会可持续发展的重要制约因素之一。

2010年9月淳安县被列为浙江省第一批山洪灾害防治县,于2011年5月建成山洪灾害监测预警系统,主要包括信息监测、监测预警平台、预警等子系统[1]。系统在实时监测水雨情信息的基础上,将信息汇集,并利用软件自动进行统计、分析。在达到预警条件时能够通过各种预警通知和警报设施,提前通知有关成员单位、防汛责任人,以及危险区居民,做好山洪抢险组织、转移撤离准备,最大限度地减少人员伤亡和财产损失。

2 系统总体设计

2.1 系统架构

淳安县山洪灾害监测预警系统功能包括5个主要层次(见图1),自上而下依次为:应用层—系统具体的功能应用;支撑层—实现应用功能具体的软件支撑;数据层—数据库内容;硬件与网络层—系统运行的配套硬件和网络环境;采集层—数据的采集系统。

(1)应用层。采用B/S(Browser/Web Server)结构,基于WebGIS技术的网络浏览器应用模式和可视化多层次的空间图形操作界面,为防汛工作提供信息服务与预警发布等功能。

(2)支撑层。为应用层的实现提供软件支撑。具体包括地图服务、短信服务与传真服务等,是实现功能应用的基础。同时支撑层处于应用层与数据层之间,为两者之间的数据交互提供安全保障。

(3)数据层。负责对系统数据的管理,实现数据的分类、组织、编码、存储、维护等,主要包括数据库系统以及各种应用数据库。

(4)硬件与网络层。提供支持系统运行的各种硬件及网络环境。除了服务器、计算机、传真机等硬件设备外,还包括防火墙、网关、路由等网络安全设备,在采集层与数据层之间建立一层防御体系,保证数据的安全、完整。

(5)采集层。负责系统数据的采集工作,包括水雨情采集与其它信息采集。采用C/S(Client/Server)结构,以服务应用程序类型实现后台自动运行,将数据以统一的格式通过硬件与网络层存储到对应的数据库中。

2.2 水雨情信息监测网

图1 系统架构图

水雨情监测主要包括雨量站、水位站。根据山洪灾害预警的需要和淳安县的建站条件与已有的监测站点情况,考虑山洪灾害威胁区地形地貌复杂、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,水雨情监测站采用简易站与自动站相结合的方式。此次山洪灾害防治非工程措施项目共新建17个自动雨量监测站、4个自动水位雨量监测站、26个简易雨量监测点和45个简易水位监测点,结合已建成的53个自动监测站,组成了水雨情监测站网。系统建成后水雨情遥测站达到了74个,覆盖密度得到很大的提高(见图2)。同时,简易雨量站和简易水位站的设立是对自动监测站点的有效补充,为乡镇自成体系的防汛组织增加了水雨情实时监测手段。

图2 水雨情监测站点分布图

2.3 县级监测预警平台

县级监测预警平台主要由平台硬件设备、系统支持软件、应用软件组成。

(1)平台硬件设备。县级监测预警平台设备根据现有网络情况,同时满足山洪预警系统功能实现为基本要求,基本设备配置有:路由器1台、交换机1台、防火墙1台、应用服务器2台、移动维护计算机3台、应用计算机4台、UPS电源1套等。

(2)系统平台支持软件。系统平台支持软件主要有SQL server2008标准版数据库1套、ANTIVIRUS 11.0中小企业版杀毒软件1套、服务器操作系统Windows Server2008标准版2套。

(3)平台应用软件。县级监测预警平台建立的山洪灾害监测预警应用软件,总体采用B/S模式(见图3),用户使用浏览器能够完成所有操作并充分考虑系统拓展和信息共享,为气象、国土等相关部门留有接口。县级平台应用软件具有基础信息查询、水雨情监测查询、气象国土信息服务、水情预报服务、预警发布服务、应急响应服务、系统管理等功能。

图3 系统主界面图

2.4 预警系统

预警系统建设主要内容有:传真群发系统、无线预警广播系统、短信平台、手摇报警器、铜锣。

(1)传真群发。传真群发采用35FAX企业级传真服务器,以无纸传真为核心,集成邮件、短信、语音等通信方式,实现无纸传真,提高沟通效率、降低运营成本而打造的融合通信平台。35FAX支持用户直接递交 DOC、XLS、PPT、PDF、TIF、BMP、JPG、RTF等多种文档,在B/S模式下,客户端无需安装任何软件,由服务端直接将文档自动转换成传真格式文件进行发送。

(2)无线广播预警系统。无线广播预警系统采用GPRS/GSM公网与无线调频技术相结合的方式实现山洪灾害预警信息到末节点的信息传送。无线预警广播由无线预警广播终端、充电设备、蓄电池、高音喇叭、防雷设备及安装支护设施组成,以实现面上预警功能。无线广播预警系统能与县级监测预警平台系统连接,提供自动预警和远程人工手动预警功能,同时在现场应能实现人工启动报警设施,并有人工喊话功能。

(3)短信平台。县级防汛指挥部设立短信平台实现定点区域人员发送。短信平台通过预警系统分析引擎能自动生成内置基本短信内容及收件人。短信机要求能在短时间内发出大量短信,设备性能稳定,与计算机连接良好并具自动启动、群发等功能。

3 系统应用成效

淳安县山洪灾害监测预警系统建成后,在实际山洪灾害防御运用中发挥了重要作用,其效果在“20110617”等山洪中得到了充分体现,切实增强防御山洪灾害的超前性、预见性,为防汛决策提供了重要依据。

2011年6月17日,受冷暖空气影响,6:00起普降大到暴雨,全县平均降雨量达55 mm,最大陈家站70 mm。6月18日1:00～4:00,新店水库站降雨量达到40 mm、陈家村站降雨量达到42 mm,达到预警通知标准,山洪灾害预警平台及时向浪川乡防汛指挥领导及各村防汛组织发出了水雨情预警信息通知,提醒有关单位及人员加强水库、堤防的巡查,做好小流域山洪、山体滑坡泥石流等灾害的防范工作。

浪川乡防汛组织紧急行动起来,将水雨情预警通知落实到各村,组织村级防汛人员加强值班巡查,24 h不间断监视简易水位站点。

6月18日6:00,县防汛办水雨情信息系统监视数据显示,2:00～8:00,6 h累计降雨量,陈家村站降雨量达到88 mm、新店水库站降雨量达到85 mm。根据山洪灾害防御预案预警标准,达到二级预警。预警平台及时生成预警信息,在人工确认情况下发出了浪川乡山洪灾害二级预警信息。浪川乡防汛办及各村防汛组织通过网络、预警广播、短信、传真、电话等形式及时获得山洪灾害二级预警警报。乡镇防汛指挥领导,按照山洪灾害防御预案作出紧急部署。乡防汛指挥部派出3个防汛工作组分赴重点村指导防汛抢险工作。村级防汛组织在获得山洪灾害二级预警警报后,按照村级山洪灾害防御预案紧急部署,并做好了一切撤离准备。

6月18日9:00水雨情信息系统监视数据显示3:00～9:00,6 h累计降雨量,新店水库站降雨量达到110 mm。根据山洪灾害防御预案预警标准,达到一级预警。同时村级简易水位监测点的水位超过了警戒水位。县防汛领导通过会商系统与乡镇防汛领导进行紧急会商,在充分考虑到当前的防汛形式与老百姓的生命财产安全,决定重点村及地质灾害点的农户紧急转移。

3h后,洪峰到达重点山洪灾害村。部分房屋进水,并有房屋倒塌。群众在临时安置点度过了洪水期。

4 结 语

系统的建成进一步完善了淳安县的山洪灾害防御体系,通过预警广播、互联网、短信平台等手段,可以多渠道、广覆盖、高密度地向社会公众及时发布预警信息,增强了山洪灾害应对的高效性。

系统投入运行以后,要加强监测设备、预警设备及监测预警平台的日常管理与维护工作和对基层监测预警人员的培训;使预警系统切实发挥山洪灾害监测、预警的效果。

[1]史兴前,尚全民,王威,等.山洪灾害监测预警系统设计方案指导书[R].北京:国家防汛抗旱总指挥部办公室,2007.