非工程措施在山洪災(zāi)害防治中的應(yīng)用

張曉輝，張 恒，徐艷紅

(尚志市水務(wù)局，黑龍江尚志150600)

山洪災(zāi)害防治非工程措施是指山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，通過設(shè)備實(shí)時(shí)收集區(qū)域內(nèi)主要控制點(diǎn)雨水情、工情等信息，達(dá)到宏觀掌握區(qū)域內(nèi)雨水情變化，并按照前期分析設(shè)定的成災(zāi)雨量等級(jí)或成災(zāi)水位等級(jí)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警，有效防御山洪災(zāi)害，在極短的時(shí)間內(nèi)緊急轉(zhuǎn)移大批的人員和財(cái)產(chǎn)，最大限度地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，以達(dá)到最大限度的保障人民群眾生命安全。

1 基本概況

尚志市地處中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，受西伯利副高壓影響，夏季高溫多雨，暴雨頻發(fā)，受人類活動(dòng)的影響，導(dǎo)致山洪災(zāi)害發(fā)生頻繁。山洪災(zāi)害不僅對(duì)山丘區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施造成毀滅性破壞，而且對(duì)人民群眾的生命安全構(gòu)成極大的損害和威脅，已經(jīng)成為當(dāng)前防災(zāi)減災(zāi)中的突出問題，是山丘區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素之一。

在尚志山洪災(zāi)害防治區(qū)開展山洪災(zāi)害防治縣級(jí)非工程措施建設(shè)，加強(qiáng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，建立基層防御組織體系，提高山洪災(zāi)害防御能力意義重大。

尚志市位于黑龍江省東南部，長白山支脈張廣才嶺西麓，受特定地理位置和環(huán)流形式的影響，該區(qū)域是主要的暴雨區(qū)，洪水主要由集中暴雨所形成。其特點(diǎn)是:次數(shù)多、范圍廣、歷時(shí)長、相對(duì)集中、集雨面積大、徑流形成快，易迅速造成河流水位急劇上漲。山區(qū)地形導(dǎo)致降雨量大，有時(shí)24 h暴雨超過100 mm，極易形成山洪和坡洪，且洪水陡漲陡落，洪水歷時(shí)短、傳播快。降水集中在6～9月，極易形成洪澇災(zāi)害。降水年際變化較大，豐水年降水量900 mm左右，枯水年降水不足400 mm。

全市總面積8 910 km2，境內(nèi)四周環(huán)山，丘陵起伏，河網(wǎng)密布，其中山地丘陵、平原、水域分別占總面積的80%、15%和5%，是一個(gè)山地、丘陵、河谷相間的“八山半水分半田”的山區(qū)。全市行政區(qū)劃轄17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、162個(gè)行政村、691個(gè)自然屯。2008年 全 市 耕 地 面 積 12.8萬hm2，其 中 水 田3.84萬hm2。2008年轄區(qū)內(nèi)總?cè)丝?1.92萬人。

2 歷史山洪災(zāi)害情況

尚志市山洪災(zāi)害類型屬暴雨型山洪，其特點(diǎn)是:降雨量大、范圍廣、集雨面積大、徑流形成快，迅速造成中、小河流水位急劇上漲。易受山洪威脅的區(qū)域涉及10個(gè)鎮(zhèn)、7個(gè)鄉(xiāng)。

歷史上山洪災(zāi)害主要以山洪、坡洪為主，泥石流次之。是我省南部最典型的山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)、重災(zāi)區(qū)。洪澇災(zāi)害比較頻繁，多發(fā)生在每年的7～8月份，在過去的80 a中平均每3～4 a發(fā)生一次。

3 防御現(xiàn)狀及存在問題

3.1 山洪災(zāi)害防御現(xiàn)狀

3.1.1 工程措施

堤防工程:尚志市螞蟻河長152.9 km，設(shè)計(jì)堤防長133.97 km，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為30 a一遇。已修堤防120.67 km(七八十年代修的)，現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)不到20 a一遇;已修護(hù)岸7處，總長4.9 km。烏珠河城區(qū)段堤防全長6.62 km，其中左岸3.04 km，右岸3.58 km。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇?，F(xiàn)狀黨校至鐵路橋?yàn)闊o堤段，鐵路橋至富貴橋堤防標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)50 a一遇，富貴橋至北小河堤防標(biāo)準(zhǔn)只有20 a一遇。穿堤建筑物:尚志市螞蟻河流域規(guī)劃堤防穿堤建筑物49處，現(xiàn)已建成30處。水庫工程:尚志市共有3座中型水庫(黑龍宮水庫、三股流水庫、河?xùn)|水庫)。28座小型水庫。其他:尚志市抽水站多為移動(dòng)抽水站，現(xiàn)大多廢棄，較好的僅5處。現(xiàn)已治理水土流失面積106.43 ha，其中:造林615.4萬hm2，治理程度達(dá)到24.3%。

3.1.2 非工程措施

現(xiàn)有觀測站點(diǎn)68處，其中現(xiàn)有水文部門水文站2處，水位站2處，工管部門水文站2處，62處雨量站，其中水文部門39處，氣象部門17處，工管部門有6處。

3.2 存在的問題

1)山洪災(zāi)害防治缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，現(xiàn)有工程措施不足，防御能力低。

2)監(jiān)測站點(diǎn)少，對(duì)重點(diǎn)山洪災(zāi)害危險(xiǎn)點(diǎn)的監(jiān)測、監(jiān)視、跟蹤不夠;預(yù)警預(yù)報(bào)能力較低，對(duì)局部強(qiáng)降雨的預(yù)報(bào)精度不高，預(yù)警預(yù)報(bào)手段落后，不能滿足響應(yīng)時(shí)間需要;

3)不合理的人為活動(dòng)，不合理的開發(fā)利用，造成當(dāng)前山洪災(zāi)害不斷加重。

4 非工程措施目標(biāo)與任務(wù)

4.1 目標(biāo)

建立尚志市山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)收集全市主要控制點(diǎn)雨水情、工情等信息，達(dá)到宏觀掌握全市雨水情變化，并按照前期分析設(shè)定的成災(zāi)雨量等級(jí)或成災(zāi)水位等級(jí)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警;重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)監(jiān)控;開展以完善防御預(yù)案、強(qiáng)化群測群防體系、提高全民防災(zāi)避災(zāi)意識(shí)等非工程措施為主的建設(shè)，有效防御山洪災(zāi)害，改變尚志市山洪災(zāi)害日趨嚴(yán)重的局面，在極短的時(shí)間內(nèi)緊急轉(zhuǎn)移大批的人員和財(cái)產(chǎn)，最大限度地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，保障人民群眾生命安全，達(dá)到轄區(qū)安全保障能力的目標(biāo)。

4.2 任務(wù)

尚志市山洪災(zāi)害防治非工程措施建設(shè)的任務(wù)是:建設(shè)自動(dòng)和簡易監(jiān)測站點(diǎn)，共享水文、工管、氣象等部門已建的站點(diǎn)，組成雨水情的監(jiān)測站網(wǎng);架構(gòu)集網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、地理信息技術(shù)與一體的監(jiān)測預(yù)警平臺(tái);建設(shè)由從預(yù)警平臺(tái)到重點(diǎn)防治區(qū)域的報(bào)警體系;編制反映尚志市水文特征的洪水預(yù)報(bào)方案，編制科學(xué)、可操作性強(qiáng)防洪預(yù)案;建立群測群防的預(yù)警機(jī)制與組織體系，深入宣傳防洪減災(zāi)知識(shí)，形成集技術(shù)與管理相結(jié)合的非工程防御體系。

5 預(yù)警指標(biāo)與預(yù)警系統(tǒng)

5.1 預(yù)警指標(biāo)

建立山洪預(yù)警指標(biāo)的目的是根據(jù)實(shí)測雨洪資料利用流域山洪預(yù)報(bào)模型，在山洪發(fā)生之前協(xié)助判斷山洪的可能危險(xiǎn)性，以便通知受保護(hù)地區(qū)的人員及時(shí)轉(zhuǎn)移避難，最大限度的保護(hù)人民的生命。

預(yù)警指標(biāo)是指觸發(fā)山洪災(zāi)害的雨、水情臨界值，是判斷山洪災(zāi)害發(fā)生和通知避難轉(zhuǎn)移的主要的依據(jù)。是決定準(zhǔn)備轉(zhuǎn)移和立即轉(zhuǎn)移的雨量或水位(流量)的指標(biāo)值。

5.2 預(yù)警系統(tǒng)

山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)主要包括水雨情監(jiān)測、監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)、預(yù)警等子系統(tǒng)建設(shè)?？紤]防御泥石流、滑坡等災(zāi)害的要求，預(yù)留接收氣象、國土等相關(guān)專業(yè)部門信息的接口。尚志市山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)采用在尚志市建立基干平臺(tái)的山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，把省、市、縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村等各方面的山洪災(zāi)害防治相關(guān)信息匯集于平臺(tái)，尚志市防汛部門根據(jù)系統(tǒng)信息，及時(shí)發(fā)布預(yù)報(bào)、警報(bào)。見圖1。

預(yù)警系統(tǒng)由基干平臺(tái)的自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)和群測群防預(yù)警系統(tǒng)組成。它是整個(gè)山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的最終目標(biāo)。

5.2.1 監(jiān)測站點(diǎn)

全市建設(shè)20個(gè)自動(dòng)監(jiān)測雨量站和6個(gè)簡易監(jiān)測雨量站，12個(gè)新建自動(dòng)水位站，19個(gè)簡易監(jiān)測水位站，共享已建43個(gè)水文部門站點(diǎn)、工管8個(gè)站點(diǎn)，氣象等部門17個(gè)已建的監(jiān)測站點(diǎn)，組成雨水情的監(jiān)測站網(wǎng);架構(gòu)集網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、地理信息技術(shù)與一體的監(jiān)測預(yù)警平臺(tái);建立群測群防的預(yù)警機(jī)制與組織體系。

圖1 水雨情監(jiān)測信息流程圖

5.2.2 傳輸方式選擇

在山洪災(zāi)害防治區(qū)，全部為公網(wǎng)信道覆蓋區(qū)，在調(diào)查現(xiàn)有的公共資源信息，充分利用公共通信資源的基礎(chǔ)上，確定本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸信道為GSM。各新建監(jiān)測站信息通過GSM信道傳送至尚志市監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)，數(shù)據(jù)進(jìn)入本地信息匯集數(shù)據(jù)庫，為縣級(jí)預(yù)警平臺(tái)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?？h級(jí)平臺(tái)尚志市監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)服務(wù)器通過固定IP的寬帶從聯(lián)通短信平臺(tái)讀取監(jiān)測信息，保證數(shù)據(jù)接收可靠、準(zhǔn)確、及時(shí)。

6 監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)

6.1 預(yù)警平臺(tái)

根據(jù)尚志市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r、技術(shù)水平、防災(zāi)特點(diǎn)以及各防汛部門在防災(zāi)中的作用，采用在尚志市防汛部門建立基干平臺(tái)的山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。

監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)是山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息處理和服務(wù)的核心，主要由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用系統(tǒng)組成。主要功能包括信息匯集、信息服務(wù)、預(yù)警信息發(fā)布等。

預(yù)警平臺(tái)充分利用通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用等技術(shù)手段，收集遙測終端的雨量、水位數(shù)據(jù)，與省、市收集的山洪災(zāi)害防治相關(guān)信息匯集于系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)布預(yù)報(bào)、警報(bào)，并將本平臺(tái)信息數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)绞?、市?jí)防汛部門，達(dá)到山洪災(zāi)害防治信息共享。

預(yù)警平臺(tái)能夠?yàn)槠渌块T提供相關(guān)信息、信息查詢、山洪預(yù)報(bào)決策、預(yù)警等服務(wù)。見圖2。

圖2 尚志市預(yù)警系統(tǒng)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)

6.2 預(yù)警信息發(fā)布

6.2.1 預(yù)警發(fā)布內(nèi)容

預(yù)警發(fā)布內(nèi)容包括:暴雨洪水預(yù)報(bào)信息，暴雨洪水監(jiān)測信息，水庫及山塘水位監(jiān)測信息，降雨、洪水位是否達(dá)到臨界值，流量監(jiān)測信息預(yù)警信息等級(jí)等。

6.2.2 預(yù)警信息發(fā)布對(duì)象

預(yù)警信息發(fā)布對(duì)象為可能受山洪威脅的城鎮(zhèn)、國有林場、鄉(xiāng)村、居民點(diǎn)、學(xué)校、工礦企業(yè)等。根據(jù)預(yù)警等級(jí)確定不同的發(fā)布對(duì)象。

6.2.3 預(yù)警發(fā)布方式

預(yù)警發(fā)布方式分為通信網(wǎng)絡(luò)暢通下的預(yù)警發(fā)布方式和無通信網(wǎng)絡(luò)(或通信網(wǎng)絡(luò)中斷)下的預(yù)警發(fā)布方式兩種情況。建立短信預(yù)警發(fā)布平臺(tái)和電話傳真預(yù)警發(fā)布平臺(tái)，在規(guī)定的條件下自動(dòng)發(fā)送山洪災(zāi)害預(yù)警信息。

7 結(jié)束語

尚志市山洪災(zāi)害防治非工程措施總投資612.09萬元。山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)工程，由尚志市防汛抗旱指揮部辦公室管理和運(yùn)行維護(hù)，省防汛抗旱指揮部辦公室和哈爾濱市水文局負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)和技術(shù)指導(dǎo)。該系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)監(jiān)控，實(shí)時(shí)預(yù)警，從而改變傳統(tǒng)預(yù)警方式帶來的預(yù)警預(yù)報(bào)能力較低的缺陷。非工程措施將在我省山洪多發(fā)區(qū)得到廣泛應(yīng)用，并能取得良好的效果。

［1］ 黑龍江省山洪災(zāi)害防治規(guī)劃編委會(huì).黑龍江省山洪災(zāi)害防治規(guī)劃［R］.哈爾濱:黑龍江省山洪災(zāi)害防治規(guī)劃編委會(huì)，2004.

［2］ 全國山洪災(zāi)害防治規(guī)劃領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.全國山洪災(zāi)害防治規(guī)劃山洪災(zāi)害臨界雨量分析計(jì)算細(xì)則［R］.北京:全國山洪災(zāi)害防治規(guī)劃領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，2003.

［3］ 黑龍江省尚志市防汛辦，北京金水信息技術(shù)發(fā)展有限公司.黑龍江省尚志市山洪災(zāi)害防治非工程措施建設(shè)實(shí)施方案［R］.尚志:黑龍江省尚志市防汛辦，北京:北京金水信息技術(shù)發(fā)展有限公司，2010.