山洪灾害在线监测识别预警方法及预警系统

任务来源：

技术领域：防灾减灾

技术来源：国家计划，在实施《长江上游滑坡泥石流预警系统建设项目》（2008—2013）过程中创新研发本技术，目前已在四川、云南、陕西等地进行推广应用。发明名称：山洪灾害在线监测识别预警方法及其预警系统（ZL201710532308.4）。

技术原理

该系统将独立的雨量预警、水位和/或泥位预警、视频预警用系统平台连为一体，并基于小流域山洪防灾预警要求和预警指标分析模型，集成交互式在线山洪监测识别预警方法及系统。实现实时在线、无线传输、雨量阈值和水位和/或泥位阈值报警、视频监测辨识山洪类型和无人值守等功能。

技术特色

（1）监测预警快速、准确、方便。将独立的雨量预警、水位和/或泥位预警、视频预警用系统平台连为一体，集成交互式、在线的山洪监测识别预警系统及方法，将小流域山洪临灾一级警戒预警提高到10～30min。（2）雨量监测站是根据小流域降雨特性调查情况布设，实现实时在线、无线传输、雨量阈值报警和无人值守；水位和/或泥位监测站实现非接触式准确测量、实时在线、无线传输、水位和/或泥位阈值报警等高新技术特点，避免监测人员受山洪直接威胁。（3）根据小流域发生山洪区域具体情况将各类监测站分别在山洪不同区域布置，使其成为多级多层次在线监测山洪灾害预报预警系统。同时，根据雨量监测、水位和/或泥位监测数据和实时视频综合判定山洪类型，明确预警预报等级，提高山洪监测预警可靠度和安全度。（4）视频监测站布设灵活。在小流域降雨后，各沟河（道）产汇流后形成洪水，在各监测站还未达到报警预警指标，因视频监测实时在线、影像直接判读，可提前辨识溪河洪水和山洪泥石流。（5）非接触式水位和/或泥位预警是针对山洪运动速度快、含沙（石）量大、冲击力巨大等特点采用的监测方法，安全可靠性强；其预警指标根据专业计算提出，分级清晰。（6）太阳能蓄电池保证多日连续阴雨天气情况下，能维持监测站正常工作；监测系统信息传递方式依靠稳定安全的有线/无线网络传输，对观测测量结果进行实时测量、存储、传输；设备运行状态自动上报，可远程配置和管理。

技术指标

（1）雨量监测指标：量筒内径200mm；范围0.05～10mm；储水器容量2000～2500mL；雨量量筒最小分度0.2mm。（2）超声波式水位/泥位监测指标：非接触式，水位/泥位量程0～40m；测量精度达到0.25%～0.05%。

应用范围及前景

适用于山丘区小流域山洪灾害的监测、识别及预报预警。典型应用案例：案例1：四川宁南县城后山泥石流沟监测重点示范点：后山史家沟流域面积为1.639k㎡，沟长3670m，高差1420m，沟床纵比降314‰。在泥石流沟上中游设置4台雨量计；在排导槽上游设置超声波泥位计和视频；雨量监测点、泥位观测点建设、视频监测设备安装、常规监测设备安装。系统运行以来，未发生漏报情况且预警时间为10～30min，在预警时间内，相关人员均被转移到安全区域，保证了人民生命财产安全。案例2：云南省巧家县水碾河泥石流预警重点示范点：流域雨季常有地形雨与雷雨等局地式暴雨，引发暴雨泥石流。流域水系沟总长31km，海拔900m以上平均纵坡为35%。水碾河是巧家县危害巨大的泥石流沟。1916年、1946年、1955年、1970年、1980年、1981年、1989年相继发生过特大型泥石流，每次泥石流的流量都超过百万立方米。设3台遥测自动雨量计；设浆砌石泥石流观测断面2处，用于泥石流冲淤观测、比较；设超声波泥位计2套，用于观测泥位，和过流断面数据相互对比、印证；设振动报警仪以作临灾报警用。目前运行正常。案例3：甘肃省陇南市武都区北峪河泥石流监测预警系统重点示范点:北峪河是白龙江北岸一级支流，流域面积432k㎡，主沟道总长44km，流域大于1k㎡沟谷有40条。流域内共有人口3.89万人，耕地8.5万亩，沟口危害区为陇南市城区所在地。新建泥石流监测预警系统1套，包括无线监测报警雨量站8个、超声波无线自动泥位警报站2个、泥石流次声报警站1个、红外视频监控装置2套、传输系统、监控中心及监控终端若干。目前运行良好，正在实施二期，增加站点布设。案例4：武汉大学承担国家重点研发计划课题“山洪模拟模型及设计洪水计算方法研究”：在湖北省丹江口市官山河示范区应用1套设备，应用结果表明，该系统运行安全稳定。

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