阳泉市山洪灾害防治监测设备配置设计

李晓峰

（阳泉市水文水资源勘测分局）

阳泉市位于山西省中东部，属温带大陆性季风气候区，春季干旱少雨，夏秋暴雨频发，加之复杂的地质条件与高强度的采煤活动影响，导致局部山洪灾害频繁发生。市域的山洪灾害，具有分布广、来势猛、流速急、突发性强、破坏性大以及预报、预测、预防难度大等特点，极易造成人员伤亡与重大经济损失。洪水过后，房倒屋塌，路冲桥断，田淹被毁，一片狼藉，常使几十年的建设成果毁于一旦。山洪灾害是全市社会经济可持续发展的重要制约因素之一，预防山洪灾害破坏现已成为防灾减灾中的突出问题。

为了有效保障全市人民的生命财产安全，于2011-2014年开展了“山洪灾害防治县级非工程措施建设”项目。通过新建自动雨量站、简易雨量站和预警广播站点组成县级监测预警平台，为防灾减灾奠定了基础。现根据阳泉市山洪灾害防治项目中的监测设备配置与选型，进行简要介绍，供各地参考。

1 监测设备配置基本原则

阳泉市的山洪灾害站网规划设计，坚持以人为本，在对全市历史山洪灾害和经济社会状况调查分析的基础上，充分考虑山洪易发区的居民、学校、企业、重要基础设施等分布情况，合理布设监测站网，以能满足灾害预报、预警要求为标准。在设备配置上，遵循以下原则：

1.1 实用可靠原则

山洪灾害监测站点的环境条件比较恶劣，加之野外监测人员的技术水平所限，所采用的监测方法、监测技术与监测设备，首先应注重实用性和可靠性，只要满足山洪灾害监测与预警的实际需求即可。

1.2 合理布站原则

山洪灾害分布较广，应优先考虑在危害严重的灾害多发区建立监测预警系统。在站点布设上，应在现有站网的基础上，充分考虑当地的地理条件、受山洪威胁的程度以及暴雨的分布特点，合理布设山洪监测站网，依站网的新建、改建、扩建性质与功能，配置相应的监测设备。

1.3 经济节约原则

尽量利用现有的通讯体系，选择合适的通信组网方式，以保证雨情、水情信息传输的及时性和可靠性。选择专用通讯网与公用通讯网相结合的方式，以节省站网建设、管理和运行的费用。

2 监测设备具体配置

根据《水情自动化测报系统规范》（SL61-2003）、《水文情报预报规范》（SL250-2000）、《水文站、网规划技术导则》（SL34-92）、《水情自动测报系统设备基本技术条件》（SL/T102-1995）、《水情自动测报系统设备—遥测终端机》（SL/T180-1996）、《水情自动测报系统设备—中继机》（SL/T181-1996）等标准规范要求，以雨情采集系统为主进行设备配置。

雨情采集系统分为简易雨量站、自动雨量站、无线预警广播站三大块，现分别予以介绍。

2.1 简易雨量站

根据目前市场上现有的设备情况，进行比较后选用简易报警雨量计。

2.1.1 技术参数

详见表1。

表1 简易报警雨量计技术参数表

2.1.2 主要特点

一是承雨口采用不锈钢拉伸成型，美观实用，观测精度满足规范要求；二是配有高透明度的量杯，量杯上有激光刻度线，可直接读出降雨量，应用非常方便；三是仪器内有水位高度感应器，可自动进行声光报警；四是体积小，重量轻，便于搬运。

2.2 一体化自动雨量站

一体化自动雨量站适用于野外环境的降雨自动监测，具有雨量数据智能采集、长期固态存储和远距离传输功能，可通过无线实现近距离显示、人工置数及设备配置。

2.2.1 技术参数

详见表2。

表2 一体化自动雨量站技术参数表

2.2.2 主要特点

一是体积小，运输安装方便；二是采用太阳能供电方式，可提供多种电源管理模式，实现低功耗工作模式下的双向通信；三是遥测，无线传输，大容量存储，可完成实时、历史雨量数据查询；四是具有出色的防雷特性；五是支持自报、自报—确认、应答三种通信方式；六是支持远程唤醒，监测管理中心可随时唤醒休眠状态监测站进行数据采集、读取任意时段自记数据。

2.3 无线预警广播

所选设备需通过水利部科技两家推广中心和减灾中心两家共同组织的山洪灾害防治无线预警广播设备测评。要求设备定时自检（汛期至少每天一次）、发送平安报（供电方式、备用电池电压、交流电状态、功放、喇叭状况等），当检测到异常后设备立即向管理平台报警。

2.3.1 主要功能要求

（1）通讯要求。具有GSM/CDMA电话和短信通信功能；具有PSTN、卫星、无线电台、GPRS/CDMA数据等通信功能，实现实时接入播报；设备要有自检功能，设备状态信息可发送到管理平台，反馈运行状态。

（2）供电要求。日常处于低功耗值守状态，值守功耗不大于4 W；当收到短信、手机、固定电话等授权控制信号后自动开启功放电路；机内配备用电池，交流电中断后，可立即通知管理平台；支持AC/DC供电方式，自动切换。

（3）性能要求。具有USB或SD卡接口、支持点播MP3功能；具有电源、音频功率、网络在线指示等功能；可以远程监听广播内容；具有防雷、短路保护电路，具有接地端口，具有防潮、防霉、防虫、防尘等工艺处理功能；支持实时报告设备的工况，支持平安报、异常报，支持管理平台远程设置和查询参数，支持管理平台实时发布预警信息。

（4）外部接口。音源要求支持1路本地麦克风输入，1路线路输出，至少2路本地功放输出；电源要求交流电输入接口，1路可控交流电输出接口（功率≥100W），备用蓄电池接口，太阳能电池板接口；天线要求GSM/GPRS/CDMA天线接口和收音机天线接口。

2.3.2 主要设备技术指标

（1）设备电源。AC电压输入160-280 V，DC电压输入10-15 V，DC供电待机功耗不大于4 W，蓄电池充放电次数350次以上。电池待机3 d，连续播放30 min以上。

（2）音频功放。音频输出功率100 W，输出阻抗4-16Ω，音频响应300-6 000 Hz，失真度≤1%（f=1 kHZ），信噪比≥60 dB。

（3）通信模块。选用GSM/GPRS/CDMA等当前通用的通信方式，所选用的这些通信模块须具有中国工信部核发的《电信设备进网许可证》。

2.3.3 安装要求

可立杆或利用现有建筑物，高于周围建筑物不少于1.5 m，固定基座抗风等级7级。布线沿建筑物或支架敷设，不宜交叉，不能裸露。如周围有强磁场或强静电场干扰，要采取屏蔽措施。线路中间不应有接头，如无法避免时电源线宜采用压接，信号线采用专用接口。接入室外的设备部分，须有防水设计。所用电缆绝缘不小于5 MΩ。

预警广播设备配置见表3。

3 结语

山洪灾害防治项目中的监测仪器配置与选型非常关键，通过上述合理设计，正确选择了适合阳泉市使用的监测设施与设备，从而及时、高效地收集了雨情信息，为指挥决策、抢险救灾提供了依据。投入运行几年来的情况表明，所设计的雨情监测设备及其配置是科学合理的，为同类项目的设计提供了可借鉴的经验。

表3 无线广播预警站设备设施配置表