保定山区暴雨灾害防御与防汛预警预判平台设计及应用

□王 岚 吴尚明

近年来，保定相继发生2012年的“7·21”、2016 年的“7·19”“7·24”等暴雨灾害事件，都是山区暴雨洪水引发，严重威胁着人民群众生命财产安全。因此，利用气象、水利共享信息资源构建山区暴雨灾害防御和防汛预判预警平台服务一线防汛工作者是必要和迫切的。

1.项目概况

根据世界气象组织公布的信息，气象灾害占自然灾害总量的70%左右，近年来，在全球气候持续变暖的大背景下，各类极端天气事件频发、多发、突发。夏季，随着西太平洋副热带高压脊北跳，夏季风的影响，暴雨天气增多，主要呈现为时空分布不均、降水强度大、持续时间长的特点，同时，受一些局地小地形影响的气候，如山脉的迎风坡、喇叭口等地形也有利于暴雨的发展，暴雨的出现极易引发洪水、山体滑坡、泥石流、崩塌等次生衍生灾害。虽然继1998年三江大水之后，国家加大了水利基础设施建设的投入，保定市相继完成了大型水库除险加固、主要行洪河道堤防等级提升、中小水库维修加固及中小河流治理等项目，提高了防洪工程抗风险能力，但由于境内地势西高东低，东西间距不足200km，高程差却达2000余m，山区到平原的高差很大，距离很短、坡度很陡，山区洪水来势猛、峰值高、历时短，难以防范，山洪地质灾害等事件时有发生，威胁河道及沿线两岸群众生命财产安全。汛期，山区暴雨灾害防御及防汛预警预判是保定气象水利部门防灾防洪工作的重中之重，也是本平台立项之目的。在做好对山区暴雨点的实时监测的同时，要提高对重点河道断面监测，比如大清河北支的紫荆关、都衙、张坊、落宝滩等水文站及南支王快水库、西大洋水库等上游水文站点情况，并密切关注山区小型水库及重点山洪沟周边雨量点的实时数据，通过分析研判风险形势，提前做好预警预判，最大限度保护人员人身和财产安全，减少下游损失，真正达到气象水利部门工作机制联动合作，为地方政府和防汛部门在气象防灾减灾、洪水调度、防汛预警等方面起到参谋助手作用。

2.结构搭建

《保定山区暴雨灾害防御及防汛预警预判平台》围绕保定山区涞源、涞水、易县、曲阳、阜平、满城、唐县、顺平、徐水区（县）为服务核心，以暴雨灾害监测防御为出发点，在开展防汛预判预警研究的基础上，应用互联网、WebGIS、数据汇交等技术，建立了操作简单、实用性强、功能较全的气象水利集约一体化的业务应用平台。主要划分为：数据采集、数据处理、数据存储、业务应用共4个功能区，每个功能区又有若干个模块组成，详见图1。

2.1 数据采集

该功能区主要实现气象区域站、自动站降水量数据采集，重要水文站降水量、流量、水位数据采集，预报预警产品数据采集，水库水情数据采集及其他类基础数据的采集。

2.2 数据处理

该功能区主要实现数据格检、数据质控、数据计算、产品生成、整合入库等。

2.3 数据存储

该功能区主要实现数据库数据的存储，此级模块分别有文件服务器存储、本地数据库存储、地理信息数据库存储、指标存储和其他数据类别存储。

2.4 业务应用

该功能区主要实现通过Web应用服务器，调取GIS服务和后台的业务数据，在前端以网页版形式展示平台。

3.功能展示

《保定山区暴雨灾害防御及防汛预警预判平台》采用DotNet开发环境，基于asp.net技术进行系统开发，通过网页版形式（详见图2）展示了9个县气象水利实时数据、监测产品、服务产品等，实现了气象、水文雨量数据一体化的汇总及监测；完成了气象预报预警产品，大中型水库、水情信息、实时水库信息等资料的集中展示及分析；同时实现了气象灾害防御服务产品、气象水利科普等的汇总与检索。

图1 平台结构

图2 平台主界面

图4 按钮菜单

图3 功能主菜单

3.1 功能菜单

主页面左侧菜单（详见图3）主要包括暴雨灾害监测、预报实况、雨量统计、实时汛情信息、气象灾害防御服务产品、科普及灾害防御以及管理功能等7大版块，里面还细分了若干二级菜单栏目。用户点击相应菜单后，可直接进入相关界面并完成浏览。“加”“减”号键实现了在地图上通过鼠标滚轮的放大缩小及拖动漫游功能。

主页面右下方按钮菜单（详见图4）主要包括降水分析、水情信息、预警信号、灾害实况、天气雷达和卫星云图。其中降水分析和水情信息功能细分了若干二级按钮栏，可进一步实现查询、查看水情日报、雨水情分析、水利简报、水情预警和汛情专报等功能。该类功能均通过POP弹窗方式实现，弹出窗口出现在GIS地图上面。

3.2 功能介绍

3.2.1 暴雨灾害监测

暴雨灾害监测功能主要实现了气象、水文站雨量在保定山区九县（区）空间上的直观展示，出现降水量大的站点以红色数值标注显示。针对1小时降水超30mm，3h降水超 50mm，24h累计50mm或以上的降水点滚动显示。采用WebGIS服务叠加显示山区地形、水库、水电站、河流分布情况等，空间显示的雨量可以通过页面弹窗更新时段查询。

3.2.2 预报实况

预报实况功能通过左侧菜单展现，集成了保定市短期预报、中期预报、山区分县预报、山区分县天气实况、山洪预警等产品，点击相应的菜单即在地图窗口上显示相应产品信息。

3.2.3 雨量统计

雨量统计模块主要包括山区雨量统计功能及逐日雨水情分析产品。山区雨量统计功能实现了山区内气象站、水文站雨量的时段统计，以表格形式展现各站点的降水量，同时分析山区九县（区）平均降水量，最大点降水量及次大降水量等功能，可以将查询结果进行导出。逐日雨水情信息集成显示了保定市水文局发布的逐日雨水情信息。

3.2.4 实时汛情信息

实时汛情信息主要包括两方面内容：河道水情和水库水情。河道水情实现了保定区域内主要河流的水位、水势、流量、测流方法、河流特征、日均流量、旬均流量、月均流量等实时更新数据。水库水情主要包括王快、西大洋、安格庄、龙门、瀑河、马头、宋各庄、垒子、龙潭、旺隆、白洋淀等大中型水库（洼淀）的水位、蓄水量等实况参数数据。

3.2.5 气象灾害防御服务产品

气象灾害防御服务产品主要包括四类：气象灾害风险等级预报、气象灾害监测专报、重大气象灾害事件影响与评估以及两办联合发文等服务产品，其中前3项通过网络实时抓取技术实现实时产品读取，最后一项通过平台添加文件方式获取。所有服务产品均实现由Word自动转PDF，方便在Web网页上直接查看。

3.2.6 科普及灾害防御

科普及灾害防御模块主要包括了气象水利科普、灾害防御条例及对策、基本信息、应急预案等模块，通过由后台管理模块进行整理发布后，实时显示在平台上供平台使用者查阅学习。

3.2.7 管理功能

管理员身份用户可以对平台内有关文件、通知、科普资料以及普通用户进行管理。管理员用户可以添加气象科普、灾害防御条例及对策、山洪预警信息、基本信息等，文件格式满足.doc、.docx或.pdf格式，也可以在信息内容栏手动填写。管理员用户权限还包括随时修改或删除已生成的各类文件、添加/删除管理员（普通）用户及设置/修改登陆密码的功能。

4.取得效果

平台制作完成后，在保定市、涞源县、阜平县等部分气象、水利局以及王快、安各庄等水库管理处等单位进行了试运行，反馈效果良好。