基于流域模型法的山洪灾害监测预警系统探究

陈光跃

摘 要：山洪灾害是由于山区出现暴雨引起的自然灾害，具有突发性、高发性等特点，破坏力极强。基于流域模型法的山洪灾害监测预警系统建设遵循着山洪灾害监测预警系统建设的基本原则，并其系统的临界雨量计算方式清晰简单，适用于不同形式的地区灾害监测。其系统运行的实测内容相对较少，可以自动进行检测和信息传输，并通过网络系统能够实现信息共享，便于防洪减灾工作的开展。因而本文就对基于流域模型法的山洪灾害检测预警系统进行探究。

关键词：流域模型法;山洪灾害;检测预警系统

山洪灾害对山区居住群众的人身安全有很大的威胁，对山洪灾害进行全面有效的检测预防是非常重要的。山洪灾害检测预警系统的科学建立，需要山区的水利管理们利用现代信息化科技技术和设备，对山区山洪灾害数据信息进行实时检测与分析，根据国家山洪灾害防治相关规定标准，设定山洪灾害预警值，从而对地区山洪灾害进行有效的预警。

一、基于流于模型法的山洪灾害监测预警系统建设基本要求

1.系统建设原则

（1）为人民提供安全保障

当山区出现暴雨天气时，山洪灾害发生的概率極高，并且灾害发生的速度较快，灾害发生后会短时间对山区的居民建筑造成严重的破坏，会出现严重的人员伤亡和财产损失。山洪是从地势较高的山丘上聚集大量的水流，向下俯冲，对低地势的居民进行伤害。建立山洪灾害监测预警系统，能够对山洪灾害进行实时监测和及时的预警，在灾害发生之前做好预防、撤离准备，从而为人民提供安全保障。

（2）全面掌握地区实际特征

我国地域辽阔，不同的地理区域会存在地势差异和社会经济差异，在实际建立山洪灾害监测预警系统时，还要事先全面掌握地区环境条件以及社会经济发展的实际情况进行全面的掌握，并对地区山洪灾害诱发的常见因素、主要特征、灾害预防现有装置、工作基础等内容进行了解，以此为基础依据，对山洪灾害监测预警工作进行完善和优化。对完善工作进行合理的规划，分好轻重缓急。

（3）系统建设运行成本节约

在监测预警系统建立期间，要遵循成本节约原则。对建设地区的暴雨、地形、经济水平、居民分布、交通通讯建设等情况进行掌握，采取针对性的方式开展监测预警系统规范，保证建设规划方案的可行性与合理性。要利用现代先进的网络、遥测、通信等技术手段，建立高水平的信息控制系统。因地制宜的应用人工观测和监控预警设备，如手摇报警器、无线通讯设备、雨量筒等，对地区进行全方位的监测。

（4）防汛结合运行

山洪灾害监测预警系统建设运行的最终目的，是防止山洪灾害发生和降低灾害损失，系统监测与预警功能所获取的信息，需要作为防汛工作开展的依据。因而系统建设需要遵循防汛结合运行原则，将系统与国家防汛体系进行关联，形成完整的结构，并设立山洪灾害预警公告、规划监测预警方案。系统的建设要符合防汛工作要求和标准，监测预警指标的设定要根据防汛相关规定进行，因而就要保证山洪灾害监测预警与防汛工作的一致性。

2.建设目标明确

山洪自然灾害的发生速度通常较快，基于流于模型法的山洪灾害检测预警系统当中，需要包含信息监测、信息传送和预警功能，从而实现对山洪灾害及时预警与防治。系统建设期间要对原本体系当中的内容进行分析，找到对应的薄弱点，并按照山洪灾害治理非工程措施建设总体技术要求，构建根据防汛抗旱指挥措施要求体系的总体框架，达到水雨情、工情、气象数据、山洪灾害信息等与山洪灾害防御有关信息服务相匹配，满足山洪预警信息公告、回应信息反馈、信息传输及共享等要求。地方防汛指挥部依托该平台实时监测的水雨情、工情及气象数据等，立即发布预警、预警信息，通过该平台统一进行组织、协调和调度。

二、基于流域模型法的山洪灾害监测预警系统的具体建设

基于流域模型法的山洪灾害监测预警系统的建设方法，不需要受地区水情、雨情、自然环境的限制，适用性较强。通过模型法计算出的各项参数值，来对监测预警系统建设指标进行明确，下面对监测预警系统建设的流域模型法计算进行分析。

1.危险流量计算

模拟山洪灾害出现状态，计算当地区水位达到灾害标准值后的河岸周边居民区的高程和河段水面线。模拟洪水发生的状态，演示洪水发生后能够淹没的周围区域范围，确定洪水的危害范围，设计洪水重现期。在重现期设计确定的基础上，计算洪水淹没区域的高程和洪水的水面线高度值进行对比，确定洪水被淹没的范围，淹没范围的高度就为成灾水位，从而计算出危险流量。

2.产汇流计算

首先，产流计算期间的影响值为土壤干湿度、降雨强度等。具体的计算方式需要根据地区水文计算相关文件中流域模型法计算公式进行，根据计算公式当中的各项参数量值进行对应带入。对于产流的计算还有由多种产流组成的地区，计算的方式与单一产流计算方式不同，需要在计算期间特别注意，计算方式应该归于哪一种。其次，汇流计算会受到汇流强度、地区地形、地质、河流水力、灾害洪水区域特征等内容的影响。通常汇流计算方式都选用综合瞬时单位线进行计算，模拟洪水汇流的过程，对水流调蓄过程进行假设计算，同样计算的具体方法要根据地区水文计算规范确定各项参数，通过对产汇流的计算来确定不同情况下的洪峰流量。

3.临界雨量计算

根据危险流量与产流量计算的情况，对不同流域产生之前的前期持水度，也就是不同时段的危险区临界雨量值。临界雨量计需要明确计算时段的降雨量初值，然后对照水文计算的相应工作计算出该时段的降雨量范围值，并计算出计算时间段内的每小时雨量变化规律。从而构建计算单位内的产流模型、汇流模型、得出洪峰流量、危险流量，当洪峰流量与成灾水位差值在1 m3/s之后，各小时的降雨总量值就是临界雨量的值。

三、结语

基于流域模型法的山洪灾害检测预警系统建设当中，临界雨量的计算非常关键，通过流域模型计算方法的应用，能够提高山洪灾害检测预警系统运行的时效性、精准性，山洪灾害影响因素的监测信息传输更加高效。这对于山区山洪灾害防治工作的有效开展及地区安全有重要的助益。

参考文献：

[1]张智超，李丙尧，钟金鸣.基于流域模型法确定官沟河流域山洪灾害临界雨量[J].水利科技与经济，2017（9）：19-25.

[2]徐静，张鹏，严华.基于开源软件的山洪灾害监测预警系统设计[J].水电能源科学，2014（2）：171-174.