農村防汛預報預警系統建設研究

李 成，時訓利

(1.淮安市淮陰區防汛防旱指揮部辦公室，江蘇 淮安 223300；2.盱眙縣水利設計室，江蘇 盱眙 211700)

1 概述

我國廣大農村地區受防洪工程和措施不到位、防汛避險理念落后、防汛搶險救援難度大等諸多因素制約[1- 2]，一旦經受洪水侵襲，廣大人民生命財產安全將受到極大威脅，因而農村防汛預報預警是防汛工作中的重中之重。但是，從近年的洪澇災害防御工作實踐來看，針對農村基層防汛預報預警方面還沒有形成完整的防御體系，仍然存在以下薄弱環節[3- 5]：尚未進行系統的洪澇災害調查評價工作、水雨情自動監測站點覆蓋密度不足、重點工程及險工險段視頻監測站缺乏、基層預警設施設備不足、缺乏統一調度指揮的監測預警平臺。

淮陰區位于江蘇省北部平原的中心，地形平坦，屬暖溫帶半濕潤季風氣候，四季分明，季風顯著，年降水量基本穩定在1000mm左右，區域內京杭大運河、淮沭河、鹽河、古黃河、張福河等多條河流交匯，歷史洪澇災害頻發。針對廣大農村基層防汛預報預警方面存在的薄弱環節，淮陰在進行了系統的洪澇災害調查評價工作基礎上，建設了水雨工情數據采集系統、閘泵站遠程控制系統、視頻監控系統、無線預警廣播系統，防汛監控預警系統，實現水雨工情數據的采集、傳輸、處理和預警消息發布等功能，并集成以上功能構建了防汛監控預警一體化平臺。

2 建設內容

2.1 洪澇災害調查評價

通過對淮陰區易受外洪和低洼易澇威脅的不同類型區的行政村開展調查，掌握易洪、易澇行政村分布及人口分布、水文氣象、地形地貌、社會經濟、歷史洪澇災害、涉水工程以及洪澇災害防治現狀等基本情況，建立調查成果數據庫。

針對易受外洪影響、低洼易澇等易災村落，在內業調查和現場調查的基礎上，深入分析洪澇災害防治區暴雨洪水特性和社會經濟情況，研究歷史洪澇災害情況，綜合分析評價防治區村落、行政村和鄉鎮的防洪現狀，劃定洪澇災害危險區，確定雨量、水位等預警指標和閾值，為及時準確發布預警信息、安全轉移人員提供了有力支撐。

2.2 汛情自動監測系統

2.2.1水雨工情數據采集系統

水雨工情情數據采集系統由前端傳感器(水位計、雨量計、閘門開度儀、電流變送器)、數據采集終端、數據傳輸、數據接收與存儲等四部分組成。利用浮子式水位計采集水位，遙測翻斗式雨量計采集雨情，閘門開度儀采集閘門開度、電流變送器采集水泵工作電流等工作狀態，并將以上采集的水位、雨量、工情等信息自動傳輸到市水文分中心存儲，區水利局和市水利局通過水利專網讀取水文分中心的水情數據進行展示，為防汛指揮決策提供基礎數據和數據報表分析服務。系統組成如圖1所示。

圖1 水雨工情數據采集系統結構圖

2.2.2遠程控制系統

閘泵站在保留原有現地控制方式下，新建遠程控制系統，實時采集閘門開度、閘門升降狀態、泵電流、泵運行狀態等數據，視頻監控閘門啟閉狀況、泵運行狀態、外河閘口及水面的情況，并可以通過控制中心向閘泵站的控制柜傳輸指令，實現對閘、泵進行開、關、停止等遠程操作，并可以查詢閘泵站的歷史操作記錄。

2.2.3視頻監控系統

視頻監控系統由前端采集設備、視頻傳輸、管理中心、監控中心四部分組成，主要監控機組運行情況與閘泵站周圍情況。夜間無人值守狀態時，可通過實時錄像監控現場情況；監測泵閘站的周邊環境，起到安防作用，并通過租用運營商的VPN專網光纖接入區級視頻監控平臺，實現一體化管理。

2.3 無線預警廣播系統

無線預警廣播系統主要由預警廣播終端和預警廣播平臺兩部分組成。無線預警廣播終端安裝在水利局、水管單位、鄉鎮及村部等合適位置，實現預警信息的發布和提醒。無線預警廣播平臺用于統籌管理區域內所有無線預警廣播終端，實時監測預警設備、數據管理和遠程發布預警信息等。

對于人口居住較分散的村，合理布設無線預警廣播，實現預警信息遠距離傳輸并延伸到村級，有效解決預警信息發布“最后一公里”瓶頸。當預測到洪澇災害將要來臨時，通過無線預警廣播，及時發布預警信息，通知到戶、到人，極大程度地減少人身財產損失。對于過漁船且流量較大的重要漫水閘，也可安裝無線預警廣播設備，當漫水閘開閘放水時提前通知漁民安全撤離。

3 防汛監控預警一體化平臺

3.1 總體架構

防汛監控預警一體化平臺邏輯上分為：數據層、支撐服務層、應用層、用戶層4個部分。數據層包括以上提到的水雨工情數據庫、視頻圖像庫，另外還有工程信息庫、氣象數據庫等，囊括了防汛工作所需的大部分數據信息；支撐服務層包括：短信服務平臺、報表服務平臺、地理信息平臺和視頻發布平臺，提供對數據層信息的瀏覽和分析功能；用戶可以在電腦和移動終端使用，對應的應用層為電腦端的防汛監控預警系統和移動端的防汛微信預警平臺，可供不同用戶在不同情境下方便使用。具體的層次關系以及各層的模塊功能如圖2所示。

圖2 防汛監控預警一體化平臺總體架構圖

3.2 防汛監控預警系統

基于江蘇省防汛指揮系統建設指導書規范要求，集成已建防汛決策支持系統，打造城鄉一體化的防汛監控預警平臺。除以上提到的水雨工情數據采集系統、閘泵站遠程控制系統、視頻監控系統、無線預警廣播系統，防汛監控預警系統還引入了防汛綜合信息管理和氣象專題監視等功能。

3.2.1防汛綜合信息管理

(1)防汛檢查信息管理

對水利工程安全巡查、汛前檢查、工程檢查、安全檢查、防汛防臺工作組督查等工作過程中編制、收發、采集到的各種材料的查詢檢索服務，包括各種文檔資料、圖片資料、匯報資料、總結材料等。對巡查檢查過程中發現的問題根據問題性質、問題類型等及時進行預警發布。

(2)防汛組織管理

提供列表和地圖兩種模式。列表模式，顯示所有搶險隊伍信息列表，輸入工程名稱，進行條件查詢工程信息名列表，點擊某條記錄顯示詳細信息。地圖模式，頁面地圖上顯示查詢到的所有搶險隊伍所在地點。

(3)防汛預案管理

收集整理淮陰防汛管理相關工程調度方案、控制運行計劃、應急預案，開展屬性與關聯指標數據的提取，根據工程調度方案、控制運行計劃、應急預案屬性數據與關鍵指標，結合實時汛情信息建立合理的方案預案啟用預警機制，當實時報訊信息達到或將要達到方案預案啟用條件時，通過系統發出方案預案的啟用提醒。

(4)防汛物資管理

建立防汛物資倉庫電子臺賬系統，與現有的紙質臺賬結合起來，保證資料的完整性和安全性；建設防汛物資庫存數據庫，實現信息共享，對現有物資，調出物資，剩余物資的統計，物資在系統中可根據易耗和重復使用進行細化分類；實現防汛物資維護預警功能，對于庫存及需定期進行維護保養的設備在平臺上進行預警提醒；對于低于最低庫存要求及達到使用壽命的設備也可進行預警，提醒及時采購或更換。

3.2.2氣象監視

引入氣象信息作為防汛輔助，包括衛星云圖、臺風路徑、降雨預報、雷達云圖等，實現對歷史氣象信息的瀏覽、報表分析以及對未來氣象的預報。

3.3 防汛微信預警平臺

基于微信平臺打造淮陰防汛監控預警的移動平臺，系統服務端部署運行在淮陰區水利局數據機房服務器，通過與微信平臺的對接，實現數據交換和功能調用，可查看電腦端即防汛監控預警系統上的所有信息，實現內部的專業移動辦公以及對公眾的信息發布互動。

4 應用效果

淮陰區防汛工作人員通過開展農村基層洪澇災害調查評價，實施農村基層防汛預報預警體系建設，不斷完善洪澇災害防御體系，提高綜合防御水平，極大限度地減少了人員傷亡和財產損失，滿足經濟社會發展的需求，為促進社會經濟環境協調發展提供了良好的安全保障，收到了較好的社會經濟效益，為廣大農村的防汛預警工作提供了重要的技術支持和借鑒意義。