山洪灾害预测预警系统设计方案.doc

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1、 山洪灾害预测预警系统设 计 方 案深圳市特力康科技有限公司二一五年七月目 录第一章 概述31.1项目背景31.2建设目标31.3建设任务3第二章 需求描述及分析52.1业务需求52.1.1灾害应急的现实需求52.1.2各级防汛办的管理需求52.2系统需求62.2.1功能需求62.2.2接口需求62.2.3性能需求72.2.4安全需求8第三章 总体设计93.1设计原则93.2设计依据103.3设计思路103.4网络系统设计113.5平台选择123.6标准规范设计13第四章 详细设计144.1架构设计144.2界面设计164.3预警指标174.4系统简介194.5系统结构204.6网络拓扑214

2、.7监测预警系统214.7.1水雨情监测系统214.7.2图像监测系统及视频监测系统284.7.3监测预警平台484.7.4异地会商系统674.7.5预警系统70第一章 概述1.1项目背景我国是一个多山的国家，山丘区面积约占全国陆地面积的三分之二。我国主要位于东亚季风区，暴雨分布范围广；季风气候决定了我国降雨在年内分布不均，汛期高度集中，以强降雨引发的山洪灾害发生最为频繁，危害大。山洪灾害的防治需坚持“以防为主，防治结合”、“以非工程措施为主，非工程措施与工程措施相结合”的原则。2006年10月，国务院批复了全国山洪灾害防治规划，要求“力争到2010年，在山洪灾害重点防治区初步建立以监测、通信

3、、预报、预警等非工程措施为主并与工程措施相结合的防灾减灾体系，减少群死群伤事件和财产损失。”建设山洪灾害监测预警系统是及时规避风险，避免或减少山洪灾害导致的人员伤亡和财产损失的重要措施，是有效防御山洪灾害实施指挥决策和调度以及抢险救灾的保障，在山洪灾害防治中具有举足轻重的地位。综上所述，建立完善XX市山洪灾害预测预警系统是防治山洪灾害的一项重要的非工程性措施。1.2建设目标山洪灾害来势猛、成灾快，特别是山区暴雨发生具有突然性、区域性的特点，加之辖区内部分地区山高坡陡，受山洪灾害危害极大。根据XX市山洪灾害防治规划，建设XX市山洪灾害预测预警系统平台，能有效地对重点区域的降雨、水位进行实时情况进

4、行有效监控，实时收集全市主要控制点的水雨情信息，并进行汇集分析。形成以防汛指挥系统为核心、覆盖全市的监测预警网络，形成纵贯中央、省、市（县）防汛系统，横连市级应急平台，覆盖市、县、乡（镇）、村四级的山洪灾害监测预警及防汛指挥体系，实现山洪灾害监测预警资源在防汛、国土、气象、水文、民政、应急、园林等各级部门之间互联互通、资源共享，提高山洪灾害监测预警水平和效率，提高政府防汛指挥能力和科学决策水平，最大限度减少人员伤亡和财产损失。1.3建设任务本项目建设的核心任务是通过建设自动和简易观测相结合的监测站网，可以严密监控重点小流域。通过共享水文、气象等部门的雨水情信息，架构集网络、数据库、地理信息技术

5、为一体的监测预警平台。编制反映区域水文特征的洪水预报方案，编制科学、可操作性强的防洪预案；建立群测群防的预警机制与组织体系，深入宣传防洪减灾知识，形成集技术与管理相结合的非工程防御体系。其建设任务按照功能特点可以分解为以下几部分：(1)在有效利用水文、气象现有站点的基础上，结合山洪灾害防治工作的特点，通过自动、简易相结合的方式，建设覆盖全市的水雨情监测系统，达到实时监测重点区域降雨、水位的目标。(2)建设市级预警平台，配置相应的软硬件环境，开发信息汇集、信息发布以及预警发布平台，实时收集各监测站点数据，并通过相关数据接口，读取境内有关水文气象站点的数据。通过设定的预警指标，自动发出预警信息，并

6、通过支持保障系统的建设，建立市与区县的数据传输和视频会议通道。(3)建设覆盖全市的自动/简易预警站，通过预警站在紧急情况下实时发布山洪灾害预警信息。(4)建立群测群防体系，编制山洪灾害预案，进行山洪灾害普查，开展境内山洪灾害危险区划定工作，设定各山洪灾害各监测站点预警指标，建立山洪灾害防御责任制组织体系，开展山洪灾害防治的宣传、演练工作。第二章 需求描述及分析2.1业务需求2.1.1灾害应急的现实需求(1)如何第一时间深入全面了解灾害点状况？快速全面了解山洪灾害发生现场状况是启动预案与响应流程的事实基础。同时，相关数据的快速获得能够帮助指挥中心作出快速决策，快速响应，减少人员伤亡，财产损失。(

7、2)如何协调有关部门，提高应对突发山洪灾害的快速响应能力？根据山洪灾害事件类型启动不同的预案，如何根据预案要求建立流程规范，高效协调各个部门实现快速响应，同时对事件处理进行有效监控与适时调整，是目前面临的重要课题之一。(3)如何有效开展事前事后预防，分析与追踪？要建立高效运转的山洪灾害应急管理体系，需要构建一套科学的应急管理体系，从事发后的应急处置转向预防、处置和恢复的全过程管理。通过事前对预案进行建模分析和预测，以及事后的分析总结，建立群测群防体系，有效减少灾害事件及其引发的次生灾害的发生，快速化解各种危机。2.1.2各级防汛办的管理需求目前，我市各级水务局防汛部门在工作中还存在以下的业务要

8、求：l 通信手段支持有限，应急响应速度较慢l 信息孤岛较多，信息共享困难 l 传统信息采集耗费人力、物力资源较大。 l 难于迅速收集灾害数据，并作出预警预报。l 不能快速定位险情的地理位置，不能第一时间了解现场情况l 缺乏实时的全方位的信息化监控、展示、指挥平台l 文案型应急预案难以有效执行l 缺乏有效的群测群防应急避险体系 l 已有的气象监测点铺设面不够全2.2系统需求2.2.1功能需求通过对业务需求的分析，同时结合XX市水务局的要求，拟对以下内容进行建设。（1） 水雨情监测系统：建设XX余个监测站点，建立简易雨量站、自动雨量站、自动水位站、自动雨量水位站、自动图像/视频站、移动数据采集系统

9、，实现对雨量水位的监测，将采集整理的数据通过传输链路将监测数据传送至监测预警平台。（2） 监测预警平台：搭建“水务私有云”，利用虚拟化技术实现全市统一的数据中心和数据交换中心，对现有XX市防汛指挥系统和XX个已建的区（市）县系统进行功能扩展和整合，新建XX山洪灾害预测预警系统，利用GIS技术方便直观的对山洪灾害进行预测预警，初步形成覆盖全市的山洪灾害预测预警系统。（3） 异地会商系统：建设覆盖XX个区（市）县，总共XX个会场的异地视频会商系统。包括显示系统、会议扩声系统、会议发言系统、中央智能集中控制系统、视频会议系统、综合布线系统等。（4） 预警系统：对监测预警平台提供的各类与山洪灾害密切相

10、关的数据信息的综合分析与评估，根据设定的预警流程和响应方式，经会商决策，确定山洪灾害预警级别并启动相应预案，将预警信息及时、准确地传送到山洪可能危及区域，使接收预警区域人员根据山洪灾害防御预案，及时采取避险措施，最大限度地减少人员伤亡。（5） 预案编制及宣传实施方案通过编制预案，制定防御山洪灾害实施指挥决策、调度和抢险救灾的依据，形成各级组织和人民群众防灾、救灾各项工作的行动指南。2.2.2接口需求图形库中基础电子地图、水利要素分布图以及公用数据专题图等GIS数据，是由大量空间对象组成，这些空间数据的存储和管理主要有两种方式，即电子地图文件和关系数据库表。（1） 文件形式将不同的电子地图数据以

11、计算机文件的方式存放于计算机中，采用文件目录的方式管理电子地图。在图形数据根目录下分别建立各自的子目录用于存放基础电子地图、水利要素分布图以及公用数据专题图，在各自的子目录下再建立子目录用于存放不同类别的电子地图文件。由于是以文件的方式管理电子地图，其安全性只依赖于计算机操作系统。（2） 关系数据库表形式近年来，一些GIS应用系统开始采用大型数据库系统进行空间数据的管理，这样可以充分利用RDBMS已有的数据管理功能实现海量空间数据存贮与管理、事务处理（Transaction）、记录锁定、并发控制和数据仓库等功能，利用扩展的SQL语言对空间与非空间数据进行操作，同时可以方便地实现长事务和版本管理

12、。尤其使空间数据与非空间数据得以集成在统一的数据平台，从而促使GIS应用与一般应用的无缝集成。同时 利用关系数据库管理空间数据的关键在于面向对象的空间数据模型的采用。面向对象的空间数据模型的采用改变了原有GIS中图形与属性分离的概念，反映空间对象的几何图形数据只是作为一个属性字段（如BLOB字段）与其它非空间属性存贮于关系数据表的一行中。这种数据模型可以方便地定义空间对象之间、空间对象与非空间对象之间的关联关系和规则，能更好地对现实世界建模。目前使用此技术的有ESRI ArcSDE和Oracle Spatial，MapInfo SpatialWare、SuperMap SDX+等。2.2.3性

13、能需求（1）对软件系统的各类人机交互操作、信息查询、图形操作等应实时响应；信息查询、操作、输入界面用图形、文字和数据三种方式在计算机上展现，数据表格应具有报表打印功能；系统的操作要求简单易用。（2）采用WebGIS方式执行GIS的分析任务。通过标准的浏览器（如 IE）来访问地图服务，对于水雨情监测、预警响应的相关处理，均要求能在GIS上进行可视化处理查询，并能实现无级缩放，具备等雨量线、等雨量面等绘制功能。推荐采用1:50000的电子地图，如果没有条件，也可采用1:250000的电子地图；（3）速度要求：WEBGIS响应速度：5秒；复杂报表响应速度：5秒；一般查询响应速度：XX小时，出现故障应

14、能及时报警，软件系统应具备自动或手动恢复措施，自动恢复时间15分钟，手工恢复时间12小时，以便在发生错误时能够快速地恢复正常运行，软件系统要防止消耗过多的系统资源而使系统崩溃。第三章 总体设计3.1设计原则(1)坚持因地制宜、突出重点的原则：XX地区内自然条件、经济社会状况不同；山洪灾害的成因及特点、防灾设施、工作基础等也有差别。应根据各区域山洪灾害的特点，针对目前防御山洪灾害监测预警工作中存在的问题，总结成功的经验，切合实际地设计和建设预测预警系统。要突出重点，兼顾一般，按轻重缓急要求，逐步完善预测预警系统。(2)坚持经济适用、稳定可靠、容易实施、便于操作和推广的原则：考虑本地区的降雨特点、

15、地形地质条件、经济状况、人员分布、交通及通信条件等实际状况，制定预测预警系统设计方案并组织实施。既要利用遥测、通讯、网络和地理信息系统等先进技术，又要充分考虑山丘区的实际条件。可以采用人工观测简易雨量筒、手摇报警器、无线广播、敲锣打鼓等适合当地条件的预测预警方式方法扩大系统覆盖面，达到既能有效解决监测、通信及预警问题，又能节约投资的目的。同时要保证系统稳定可靠、经久耐用，尽可能地降低使用运行成本。(3)遵循相关规程、规范：系统设计要以现行的相关水文监测、通信系统组网、软件开发、数据库构建等方面的规程、规范为依据；各种构件优选符合国家标准的型材和通用件，以利于施工的质量控制和系统运行的维护管理。

16、(4)充分利用现有监测网络，与行业规划、建设相协调：充分利用现有的气象、水文、地质灾害监测预警站网，雨量站网建设要与气象发展规划协调，山洪监测预警要与地质灾害的监测预警相结合。(5)坚持以人为本，以保障人民群众生命安全为首要目标：山丘区暴雨的发生常具突发性，因山高坡陡、洪水汇流快、流速大，加之人口和财产分布在有限的低平地上，往往在洪水过境的短时间内即可造成人员伤亡和财产损失。建设山洪灾害预测预警系统，及时发布预报、警报，保障人民群众生命安全，减少灾害损失。(6)充分利用已有资料和成果，并与现有系统相衔接：分析确定山洪灾害预警指标、制定监测预警方案等，要充分利用已有资料、成果及积累的经验；山洪灾

17、害预测预警系统是国家防汛抗旱指挥系统的补充，山洪灾害预测预警系统的数据库结构要与国家防汛抗旱指挥系统的数据库结构相统一，技术标准要与国家防汛抗旱指挥系统的标准相衔接。3.2设计依据根据贵方项目的要求和国家有关法规的要求，我们经过认真研究、分析设计本系统方案。该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。为实现安防系统的可视化管理奠定了基础。依据的相关规范包括：(1) 全国山洪灾害防治规划(2) 降水量观测规范（SL21-2006）(3) 实时雨水情数据库表结构与标识符标准（SL323-2005）(4) 水文自动测报系统技术规范（SL61

18、-2003）(5) 工业企业通用设计规范（GBT42-81）(6) 中华人民共和国公共行业标准（GA/T70-94）(7) 安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）(8) 电气装置安装工程施工及验收规范（BGJ232.90.92）(9) 民用闭路监视电视系统工程技术规范（GB50198-94）(10)民用工业建筑电气设计规范（GJT16-92）(11) 其他相关标准、规程、规范、管理办法3.3设计思路结合中国山多地广的地理特点，以三维GIS地理信息系统软件应用为基础，设计一套时效性强、准确度高，传输稳定、分析快捷、预警及时有效的系统。系统由前端信息采集，通讯传输以及预警中心三部份构成，结合

19、群测群防组织对灾害易发区进行严密地监控。信息采集方面以自动化遥测设备为主，人工监测设备为辅助，动静结合。监测子系统可含有水位、雨量、水质、流速、视频、滑坡等，根据实际需要选用。由于灾害易发点大多不通电，不通信号，甚至处于无人区，因此通讯上需要借助微波或卫星通讯，条件允许的情况下可以采用光纤或现代日常通讯网络。监测预警系统收集信息数据整理存档。并提供展示平台、分析模型、数据管理、会议支持系统，预警机制及其管理。平台结合群测群防组织，优势互补，提高及时、准确预警的水平，力求达到灾害应急工作的“统一指挥、反应灵敏、功能齐全、协调有序、运转高效”这一目标。3.4网络系统设计（1） 网络体系结构计算机网

20、络对外互联采用TCP/IP协议，局域网内部应支持TCP/IP等协议。目前比较流行和成熟的计算机网络系统应用集成的体系结构模式主要有客户/服务器（CLIENT/SERVER，简称C/S）两层体系结构模式以及浏览器/服务器（BROWSER/SERVER，简称B/S）三层体系结构模式。B/S结构具有良好的扩充性，对客户端没有任何特殊要求，对用户数也没有限制，只需支持网络并具有浏览器功能即可。B/S模式只在服务器端安装应用程序，客户端不须安装程序，直接使用IE或其他浏览器即可使用，修改应用程序只与服务器有关，客户端不作任何改动，操作简单，维护方便。C/S结构具有较强的互动性，特别有利于系统的维护和复杂

21、功能的实现，可以对信息进行各种操作，在高速网络环境下可以满足不同用户的需要。因此，根据上述各自特点，系统信息的查询与发布等应用系统建议采用B/S三层体系结构，信息汇集子系统则可采用C/S体系结构。（2） 网络拓扑结构山洪灾害信息汇集与预警平台计算机网络结构采用以太网交换技术。千兆位以太网或快速以太网交换技术成熟，组网性价比高，是当前的主流网络交换技术，本平台的计算机网络系统可采用千兆位以太网或快速交换式以太网技术，拓扑结构采用星形结构。对外数据信息共享与交换可通过路由器与光纤或专线连接的方式实现。在设计时提出各条线路的带宽要求。注：三种监测站通过传输通信网将信息传入信息汇集系统，根据当地不同的

22、情况选择不同的传输方式。对于有公网覆盖的地区，一般应选用公网进行组网；对于公网未能覆盖的丘陵和低山地区，一般宜选用超短波通信方式进行组网；对于既无公网，又无条件建超短波的地区，则选用卫星通信方式。3.5平台选择服务端操作系统:Microsoft Windows Server 2003服务端数据库:Microsoft SQL Server 2008服务端Web服务:IIS 5.0以上GIS平台：Supermap或Topmap客户端操作系统:Microsoft Windows XP SP2以上客户端浏览器:Internet Explorer 5.5以上网络版杀毒软件：根据各试点县具体用户量配置客户

23、端。3.6标准规范设计根据项目的要求和国家有关法规的要求，我们经过认真研究、分析设计本系统方案。该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。依据的相关规范包括：工业企业通用设计规范（GBT42-81）中华人民共和国公共行业标准（GA/T70-94）安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）电气装置安装工程施工及验收规范（BGJ232.90.92）民用闭路监视电视系统工程技术规范（GB50198-94）民用工业建筑电气设计规范（GJT16-92）第四章 详细设计4.1架构设计在软件体系架构设计中，分层式结构是最常见，也是最重要的一种结

24、构。微软推荐的分层式结构一般分为三层，从下至上分别为：数据访问层、业务逻辑层（又或成为领域层）、表示层。 三层结构原理： 3个层次中，系统主要功能和业务逻辑都在业务逻辑层进行处理。 所谓三层体系结构，是在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”，也叫组件层。这里所说的三层体系，不是指物理上的三层，不是简单地放置三台机器就是三层体系结构，也不仅仅有B/S应用才是三层体系结构，三层是指逻辑上的三层，即使这三个层放置到一台机器上。 三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。通常情况下，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过COM/DCOM通讯与中间层建立连接，再经由

25、中间层与数据库进行交互。 （1）表示层位于最外层（最上层），离用户最近。用于显示数据和接收用户输入的数据，为用户提供一种交互式操作的界面。 （2）业务逻辑层业务逻辑层（Business Logic Layer）无疑是系统架构中体现核心价值的部分。它的关注点主要集中在业务规则的制定、业务流程的实现等与业务需求有关的系统设计，也即是说它是与系统所应对的领域（Domain）逻辑有关，很多时候，也将业务逻辑层称为领域层。例如Martin Fowler在Patterns of Enterprise Application Architecture一书中，将整个架构分为三个主要的层：表示层、领域层和数据源

26、层。作为领域驱动设计的先驱Eric Evans，对业务逻辑层作了更细致地划分，细分为应用层与领域层，通过分层进一步将领域逻辑与领域逻辑的解决方案分离。 业务逻辑层在体系架构中的位置很关键，它处于数据访问层与表示层中间，起到了数据交换中承上启下的作用。由于层是一种弱耦合结构，层与层之间的依赖是向下的，底层对于上层而言是“无知”的，改变上层的设计对于其调用的底层而言没有任何影响。如果在分层设计时，遵循了面向接口设计的思想，那么这种向下的依赖也应该是一种弱依赖关系。因而在不改变接口定义的前提下，理想的分层式架构，应该是一个支持可抽取、可替换的“抽屉”式架构。正因为如此，业务逻辑层的设计对于一个支持可

27、扩展的架构尤为关键，因为它扮演了两个不同的角色。对于数据访问层而言，它是调用者；对于表示层而言，它却是被调用者。依赖与被依赖的关系都纠结在业务逻辑层上，如何实现依赖关系的解耦，则是除了实现业务逻辑之外留给设计师的任务。 （3）数据层数据访问层：有时候也称为是持久层，其功能主要是负责数据库的访问，可以访问数据库系统、二进制文件、文本文档或是XML文档。 简单的说法就是实现对数据表的Select，Insert，Update，Delete的操作。如果要加入ORM的元素，那么就会包括对象和数据表之间的mapping，以及对象实体的持久化。 本系统包括水雨情监测站网布设、信息采集、信息传输通信组网、设备

28、设施配置等。用户需要在网站上浏览水雨情信息，固采用服务架构，B/S的三层结构。4.2界面设计考虑操作直观、方便的要求，系统应对所有水雨情、气象、工情、灾情信息数据模块建立公共的查询接口，界面简洁一致，表现方式灵活。主要设计内容和功能要求如下。（1）系统主界面用户可通过IE浏览器访问系统，在IE浏览器地址栏输入网站地址，进入系统的登录界面，输入用户名和密码，系统通过验证确定该用户是否合法，如果是授权用户，系统进入主页面，如果是没有授权用户，系统将拒绝其访问本系统。当授权用户登录后，就可以进入主菜单，获取相应功能的模块菜单。（2）基础信息查询a) 雨量站基本信息查询雨量站的基本信息，如：雨量站类别

29、（自动、人工、简易等）、水系、河名、站号，站名，站址位置、设立日期、所属部门等。b) 水文（位）站基本信息查询水文（位）站的基本信息，如：测站类别（自动、人工、简易等）、站号，站名，站址，经度，纬度，高程、设立日期等。c) 工情基本信息查询堤防工程、水库、山塘等的基本信息，如：建设地点、所在河流、集水面积、多年平均降雨量（径流量）、设计洪水位（流量）、库容、坝顶高程等。d) 灾害点基本信息查询灾害点的基本信息，如：地理、地质、气候特点、人口密度、基础设施、灾害频繁程度等。（3）水雨情信息查询通过对系统数据库的访问，可以实现各小流域、中小型水库水位、流量实时监测信息、历史资料信息查询，为预报决策

30、提供历史资料对比分析。可以实现单站、多站实时或者历史水雨情图形化查询。具体包括：水文（水位）站雨量、水位（流量）实时和历史资料查询（包括日平均水位/流量、月水位/流量等），以及降雨量统计表、降雨量图等形式对雨量资料进行日、时段等综合查询。（4）气象信息查询将查询数据库得到的气象信息显示给用户，主要包括：中央气象台、省气象台和临近省气象台、本地市（县）气象台发布的当日天气预报（文字、图、表），卫星云图信息（图片）、多普勒雷达测雨信息、台风警报信息等。（5）工情信息查询工情信息主要包括：堤防、水库的各种特征值、工程图、工程指标、工程运行状况等数据；水库运行状况的实时信息，如闸门开度、大坝安全状况，

31、溢洪道、泄洪洞、输水洞流量，水库、山塘水位状况（流量）、水库调度方案等。堤防主要信息有各断面水位、堤防安全状况、出险情况及类型。可以实现单站、多站实时和历史工情信息和运行参数的查询。（6）经济社会状况及灾情信息查询山洪灾害监测区域经济社会指标：村镇分布、人口分布、固定资产、重要设施、GDP等。直接总经济损失：受灾范围，受灾人口，受淹城市，倒塌房屋，死亡人口等。工业、交通运输业直接经济损失：停产工矿企业（个），铁路、公路中断（条次）、毁坏路基（面）（千米），毁坏输电线路，毁坏通讯线路（千米）等。水利设施直接经济损失：毁坏水库，水库跨坝，毁坏堤防、护岸、水闸，冲毁塘坝，毁坏灌溉设施，毁坏机电井、水

32、电站、机电泵站，毁坏雨量站、水文测站。农林牧渔业直接经济损失：农作物受灾面积，农作物成灾面积，农作物绝收面积，减少粮食，死亡大牲畜，水产养殖损失等。（7）数据的输出保存打印查询系统具有信息输出和表现功能，除具备基础信息、水雨情信息、工情、灾情统计分析信息的数据输出外，还具备表、文字、图形的输出和保存以及打印功能。4.3预警指标发的预警指标是指触发山洪灾害的雨、水情临界值。山洪灾害预警条件、预警时间以是否接近、达到、超过临界雨量和成灾水位（流量）为主要的依据。预警指标的确定，需要分析利用现有历史灾害、雨量、水位（流量）资料，通过分析计算得到，缺乏资料的山洪灾害地区可以采用内插法、比拟法、山洪灾害

33、实例调查法、灾害与降雨频率分析法等方法确定本地区的临界雨量、成灾水位（流量）。（1）临界雨量分析计算一般情况下，南方湿润地区年降雨量大的地区，临界雨量较大，北方干旱地区年降雨量小的地区，临界雨量较小。但各灾害点因地质、地形、气候等条件不同临界雨量差异较大，各地区应根据当地降雨特点，利用现有资料分析计算确定各灾害点的临界雨量。随着资料的积累及灾害的发生，临界雨量应不断进行校核与修订。（2）成灾水位（流量）分析计算对于已布设水位站或水文站的灾害点，只需要将历史上发生的所有山洪灾害对应的水位（流量）进行统计，其最小值就是成灾水位（流量）初值，根据灾害点的地形资料确定成灾水位（流量）。对于过去未设但拟

34、布设水位或水文站，站址对应灾害点的成灾水位（流量）可由灾害点的成灾水位（流量）换算得到。换算方法一般可采用水面比降法、河道比降法等。设站以后，根据水文观测资料对成灾水位（流量）进行校核与修订。根据实时雨水情、水文气象预报信息及预警指标，决定是否编制预警信息。山洪灾害预警等级分为两级：准备转移和立即转移。（一）雨量预警指标根据安徽省山洪灾害多发区域代表站暴雨极值表，参照历史山洪灾害成灾暴雨量级、地质条件和历史洪灾调查成果综合分析，结合防汛抗旱预案中的级应急响应机制，确定成灾暴雨指标：山洪易发区1 小时成灾暴雨为50mm、3 小时成灾暴雨为80mm、6 小时成灾暴雨为120mm、24 小时成灾暴雨

35、为200mm，此为预警的基本指标。准备转移条件：当境内某流域不同时段面雨量达到成灾暴雨成灾值时，市山洪预警中心应及时向该流域内乡（镇）、村发布居民准备转移的指令。立即转移条件：当小流域1 小时面平均降雨量达到60mm 时、3 小时达到100mm、6 小时达到150mm、24 小时达到250mm，山洪预警中心应向流域内居民发布立即转移的指令。以上雨量预警指标为山洪预警中心建成初期的参考指标。系统建设后，需根据雨情、水情、灾情资料积累不断修订，以增强县域内各流域预警指标的适应性和针对性。（二）水位预警指标水位预警指标分为水库水位预警指标和河道水位预警指标。（1）水库水位预警指标当水库溢洪道开始溢洪

36、,库区上游持续降雨，水库水位继续上涨时，通过广播、电视、电话等手段向外发布汛情公告或紧急通知，准备转移可能被淹没范围内的人员和财产。当水库水位将要达到设计水位，库区上游仍有强降雨，或水库有可能出现重大险情时，通过各种途径向可能被淹没范围内的人员，发布紧急通知，组织下游群众立即转移。（2）河道水位预警指标在已选的条小流域内，选取下游有重要城镇，工矿企事业单位，且人口相对密集的有明显标志的控制断面建立简易水位观测站，依据该站河道堤顶向下1.5m 作为水位预警指标基准值。当水位达到基准值时，山洪预警中心应向危险区内乡（镇）、村下达准备转移指令；当水位高于基准值0.5m 时，山洪预警中心应向危险区内乡

37、（镇）、村下达立即转移指令。以上水位预警指标为山洪预警中心建成初期的参考指标。系统建设后，可根据工程建设时引进的真高，根据雨情、水情、灾情资料积累不断修订，确定具体的预警指标高程值以增强县域内各流域预警指标的适应性和针对性。4.4系统简介山洪灾害防治监测预警系统建设主要包括水雨情监测系统、监测预警平台、异地会商系统、预警系统等子系统建设。本次监测预警系统建设主要针对防御降雨在山丘区引发的洪水灾害的监测预警及群测群防设施，同时考虑防御泥石流、滑坡等地质灾害的要求，预留了与气象、国土等部门信息的接口。4.5系统结构4.6网络拓扑4.7监测预警系统在XX市建立基于平台的山洪灾害预警系统，省、市、县收

38、集的山洪灾害防治相关信息汇集于系统，市级防汛部门根据系统信息，及时发布预报、警报；县级防汛部门配置信息接受终端，与市级防汛部门山洪灾害防治信息汇集及预警平台信息实现共享，县级以下部门执行市级防汛部门的指令。同时县、乡（镇）、村、组建立群测群防的组织体系，开展监测、预警工作。4.7.1水雨情监测系统4.7.1.1监测方式及报汛工作体制水雨情监测主要包括雨量站、水位站。雨量站监测雨量信息，水位站监测雨量和水位信息。根据山洪灾害预警的需要和各地的建站条件，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，水雨情监测站可建成简易站和自动站。其监测方式及报汛工作体

39、制要求如下：a) 简易监测站为扩大水雨情信息监测的覆盖面，充分发挥村组自防自救的作用，因地制宜地配置简易的雨量、水位监测设施，由乡、村、组采用直观、可行的监测方法进行水雨情信息的监测。利用本区域适用的预警方式进行信息发布，达到群测群防的目的。简易雨量站、水位站采用有雨定时监测，大到暴雨或水位上涨加密监测的工作形式，及时上报和通知下游相关村组。b) 自动监测站为及时掌握山洪灾害威胁区的雨水情信息，应根据本地区的暴雨洪水特性、区域分布和人员居住、经济布局条件，设立自动监测雨量、水位站点。采用有人看管、无人值守的管理模式，实现水雨情信息的自动采集、传输。所有自动水位雨量监测站采用标准的自报/应答兼容

40、式工作体制。测站与县中心之间传输的水情信息数据格式，作出统一规定；市中心向所属流域或省（区、市）传输的水情信息的数据格式执行国家防汛抗旱指挥系统一期工程初步设计报告附录1实时水情交换协议的规定。水文气象等共享站点通过数据库之间通过数据同步实现。4.7.1.2站网布设1、站网布设原则（1）雨量站布设雨量站布设考虑分区控制、流域控制、地形控制等原则，同时充分考虑通信、交通等运行管理维护条件，同时要充分考虑水文气象的已建站点，尽量避免重复建设。简易监测雨量站：主要在山洪灾害易发区内的村组设立。自动监测雨量站：主要在山洪灾害防治区内的暴雨高发区地区设立，在山洪灾害易发地区、滑坡、泥石流等山洪灾害特别严

41、重的乡（镇）、山洪灾害频发及人口密度大的村组、山洪灾害易发区的暴雨中心，按照20km2-50 km2 的密度布设，其他地区按照50km2-100 km2的密度布设。考虑到系统的经济性和维护的方便性，在附近有自动水位监测站的情况下，不在单独设置自动雨量站，而是合并为自动雨量水位站。（2）水位站布设水位监测站的设置根据不同流域面积、山洪灾害影响程度、影响范围和保护范围重要程度等实际情况因地制宜确定。简易监测水位站：在山洪易发溪河两岸居住的村组上游控制段和小（二）型水库坝前设立简易监测水位站；自动水位站：在山洪易发重点溪河上游控制段，小（一）型水库、重点小（二）型水库设立自动监测水位站，自动水位站优

42、先选择浮子式设备，若现场无安装简易水位井的条件，则使用气泡式水位计。2、信息采集传输通信网选择水雨情数据传输常用的通信方式有卫星、超短波（UHF/VHF）、GSM 短信、GPRS，以及程控电话网（PSTN）等。信息传输通信网从XX市的山洪灾害监测工作实际出发，主要针对系统中的自动监测站和人工监测站的数据传输通信网络进行设计。a) 通信资源调查本市区域公网已经建成，GSM(移动和联通)已基本覆盖全县，各自动监测站点经过实际查勘，GSM信号均能保证，各乡镇村PSTN 也已基本开通，公网通信保证率较高。b) 传输方式选择原则l 对于有公网覆盖的地区，一般应选用公网进行组网(电话PSTN、GSM/GP

43、RS)。l 对于公网未能覆盖的丘陵和低山区，一般宜选用超短波通信方式进行组网。l 对于既无公网，又无条件建超短波的地区，则选用卫星通信方式。l 对于重要监测站且有条件的地区尽量选用两种不同通信方式予以组网，实现互为备份，自动切换的功能，确保信息传输信道的畅通。l 各站信息传输方式可以是单一通信方式，也可根据实际情况采用混合通信方式。根据以上原则和现有通信状况以及可利用的通信资源，设计选用GSM（短信）信道组网。4.7.1.3监测设施设备1、简易监测站（1）雨量监测简易监测雨量站信息采集设备设施可参照降水量监测规范规定的要求进行设计，宜选择便于室外、室内分体式安装并带有分级预警指标值设定的雨量器

44、，以便于监测员能直观和方便地监测雨量。（2）水位监测简易监测水位站在溪河岸边、水库坝前设立便于监测的直立、斜坡式水尺；对于无条件设立水尺的监测站，可在水流岸边较近的固定建筑物或岩石上标注水位刻度，以方便监测员直接读数。2、自动监测站（1）雨量监测雨量信息采集设计主要包括雨量监测场地和雨量传感器选择。雨量监测应满足降水量监测规范的相关要求。各自动雨量站原则上安置于所在地村委会楼顶，不另新建雨量监测场，采用一体化设备。利用屋顶、平台等予以安装。自动雨量站设计采用一体化远程雨量观测站，将设备集成到一个成品箱体中，太阳能电池板、蓄电池以及GPRS 终端都集成到雨量计设备桶，作为一体化设备，减少了设备之

45、间的接线，设备的安装也更加简便，只需在预先整理好的平地上打3个膨胀螺栓即可完成设备安装，施工周期缩短，设备的可靠性也较原方案提高，在系统功能上也完全可以满足山洪灾害预警的要求，具备数据远传的功能，而且雨量计上也有显示接口和功能键盘，可以现场查看雨量数据，并可以通过USB 接口现场下载雨量参数。一体化遥测雨量站（2）水位监测水位信息采集设计主要包括水位监测设施和水位传感器选择。除现有测井或具备安装简易井条件的小型水库，一般选择气泡式水位计进行水位监测。对于采用简易测井的站点，选择铝塑管作为简易测井，铝塑管管径不小于200mm，安装要求牢固，固定支架采用角钢支架，安装要求垂直安装。采用气泡式水位计

46、时，水位计和RTU 均放置于就进的水库管理房内（挂壁安装），通气管采用地埋方式探入水中，采用钢管护套。遥测站点结构图3、通信设施设备根据各监测点的实际情况选择通信方式，具体参见4.8章节。4.7.1.4设备技术参数（1）翻斗雨量计a) 200mm，外刃口角度4045。b) 仪器分辨力：0.5mm；c) 降雨强度测量范围：0.014mm/min。d) 测量精度：4%（以仪器自身排水量为准，室内人工模拟降水作为考核办法）。e) 输出信号方式：磁钢-干簧管式磁敏开关接点通断信号。f) 开关接点容量：DC 电压12V，电流120mA。g) 接点工作次数：1100000000 次。h) 工作环境温度：-10+50。i) 工作环境湿度：98%RH（40凝露）。（2） 气泡水位计a) 电源：816VCDb) 功耗：25mA/24hr.avgc) 泵动电源：3Amp.maxd) 静态电流：30mAe) 接口：RS-485，RS-232，标准并口，SDI-12f) 水位变幅：015m，g) 误差：0.1%（全量程）h) 分辨率：0.1mmi) 吹洗压力：2.5kg/cmj) 环境温度：-40C60Ck) 湿度：095%RH（无凝结）。（3） 浮子水位计a) 测量范围：0-80 米；b) 水位变率： 100 厘米/分c) 分辨力：1cmd) 水位轮启动力矩： 100