山洪灾害小流域监测预警系统解决方案

一、方案概述

近年来，我国突发性、局部性极端强降雨引发的山洪灾害导致大量人员伤亡，严重制约山区和丘陵地区经济发展、人民群众脱贫致富、构建社会主义和谐社会和建设社会主义新农村目标的实现局部暴雨引起小流域河水暴涨，对附近山体造成冲刷，无法及时勘测山体的稳定程度，无法做出有关预报，如何为崩塌、滑坡、山洪的正确分析评价、预测预报及治理工程。山洪灾害小流域监测预警系统是一种重要的山洪灾害防治非工程措施，集信息采集、传输、分析和预警等多功能于一休，实现了预警信息及时、准确地上传下达，从而使可能受灾区域能够及时采取措施、最大限度地减少人员和财产损失。

二、系统组成

小流域监测系统建设、实现监测预警信息直接入户。在原有区级山洪灾害监测预警系统基础上小流域山洪灾害监测预警系统。该系统是区级山洪灾害监测预警系统的补充拓展，重点研究解决了小流域网格化监测预警信息直接到户的“最后一公里”问题。系统基于物联网LoRa协议，能够独立于通信运营商公网自主运行，将监测设备、预警设备、显示设备通过局域网自行组成以山洪监测站为中心的网格化小流域监测预警系统。系统具有监测、智能分析、预警发布功能，一个监测站可以链接下游多个预警信息屏和预警广播站，能全面覆该盖小流域内危险区的重点居民户，提高了监测预警的时效性与可靠性，在山洪灾害来临分秒必争的紧要关头，具有突出的优势。监测的雨量信息除了发送到区级山洪灾害监测预警系统外，还通过LoRa无线局域网传递给小流域下游多个村庄的预警信息大屏；当降雨量超出设定的预警阈值时，预警信息直接发布给预警信息大屏以及村级预警广播，预警信息大屏通过声光信号、预警广播同时播放预警信息，按照“注意安全、准备转移、立即转移”三个级别，提醒群众注意安全或及时转移避险，完成小流域山洪灾害预警信息直接入户。可以把山洪灾害小流域监测预警系统分为四层：感知层、网络层、平台层、应用层。

感知层：实时感应灾害点各种监测参数传感器的状态，如地下水位、土壤含水率、土压力、雨情等前端感知设备；

网络层：支持数据通信，可上、下双向通讯，支持无线蜂窝网络、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。感应设备M21F2可通过监测预警平台的通讯方式，上行发送至监测控制中心平台。

平台层：整合各层设备和系统功能，通过信号的连接，下发平台对前端感应器的命令，上传监测数据的采集、处理、存储和分析，实时联动前端各大监控设备。

应用层：开启信息发布途径，实时展示信息数据和预警信息。

三、系统功能

●监测点管理：实现对山洪灾害小流域点信息与监测网络信息的展示、查询与统计。

●监测信息实时采集：系统可快速采集、存储灾害监测站点的雨量、水位、表面位移、深部位移、土壤含水量数据及设备工作电压和环境温度数据。

●监测仪器状态实时监控：系统通过GIS的空间定位功能，能够准确定位到各种监测设备的具体位置，并且能够直观的展示每种设备的工作状态，是否正常运作。

●监测信息管理与分析：能按时间、按类型检索灾害监测站点监测值，并生成对应的曲线图、折线图，可与历史同期数据进行比较。

●监测点自动预警：可以自定义不同监测点的监测预警阀值，在监测设备监测值达到预警阀值后会自动向指定人员发送预警信息。

四、系统特点

数据实时性：实时采集雨量信息，并将实时雨情发送至山洪业务平台，让防汛工作人员及时获取信息，为山洪预警决策提供支持。

自动报警功能：实时监测雨水数据，当监测数据超阈值时，通过简易雨量报警器发出预警铃声，实现预警警报直接到人，增加群众转移时间 。

稳定性强：预警系统采用多种通信方式融合使用，在断网、断电的条件下仍可以正常工作，确保山洪灾害监测无中断，保障人民生命财产安全。

预警手段多样化：人工预警，声音预警，短信预警，广播预警，全方位的预警手段让预警信息传达到每一个人。

五、系统意义

山洪灾害小流域监测预警系统从需求层面进行设计，结合山洪防治与防汛工作，提供多层次信息化展示服务。以预案为主线，以事件为驱动，通过对监测数据及预案启动边界条件关联，自动分析预警响应等级及下一步工作部署，通过省、市、县、乡防汛信息化平台的信息联动，实现防汛、抗旱、防风等业务快速有效开展，同时定制不同信息服务产品，满足防汛综合业务管理需求。