构建湖南省山洪灾害防御体系

2020-07-25张恒恺

湖南水利水电 2020年3期

乔祺，石林，周翀，张恒恺

（湖南省水利水电科学研究院，湖南长沙 410007）

1 背景

湖南省土地面积为21.18 万km2，境内山地、丘陵、岗地分布广泛，占全省土地总面积的80.49%[1]。受地形地貌、地质条件及季风性气候影响，山洪灾害来势凶、成灾快，防御难度大。省内山洪灾害易发区总面积为7.13 万km2，涉及到96 个县（市、区）1 611 个乡（镇）594.05 万人[1]。20 世纪90 年代，全省山洪灾害直接经济损失超过1 000 亿元，因灾死亡人数1 650 人，分别占全省洪涝灾害直接经济损失和死亡人数的63.1%和87.9%[2]。如何降低山洪灾害的威胁，减少原生与次生灾害损失，提升防御能力，变得愈加重要。

近年来湖南省在山洪灾害防御方面的努力，取得了诸多成果，但山洪防御任务面广量大，与此同时，山丘区社会经济及人口数量快速发展，新的防洪减灾情势对监测预警水平和技术管理能力也提出了更高的要求。湖南省在中小流域洪水预报、山洪预警信息化、入户预警普及化等方面的发展水平与需求之间仍存在较大差距，基于现代实用技术的完善的山洪灾害监测预警决策支撑体系尚未完全建立。

2 山洪灾害防御体系建设现状

山洪灾害是湖南省自然灾害中造成人员伤亡和经济损失的主要灾种之一[3]，目前湖南省山洪灾害防御已取得的成效主要有：

1）山洪灾害监测网络基本覆盖。山洪灾害监测网络涵盖了省、市、县以及水文、气象、国土等部门监测信息，全省监测站点、预警设施建设情况、基层预警平台建设情况如表1～表3 所示。

表1 监测站点建设情况表

表2 山洪灾害预警设施建设情况表

表3 基层预警平台建设情况表

通过前期山洪灾害监测网络建设，初步形成了监测预警系统和群测群防体系，一定程度上增强了湖南省防灾减灾能力和风险管理能力。

2）山洪灾害调查评价工作已完成。山洪灾害调查评价成果、基础数据、技术方法对防汛减灾决策起到关键支撑作用，通过开展山洪灾害调查评价工作，基本查清了湖南省山洪灾害防治区人员分布、小流域基本情况，为科学确定预警指标阈值、准确划定危险区范围，优化临灾避险和搬迁安置方案等发挥了重要作用，同时将山洪灾害调查评价数据集成到山洪灾害监测预警平台，为山洪灾害防治决策和措施部署起到支撑作用。

3）工程措施日趋完善。一是集中整治病险水库，湖南省投入资金共20 多亿元，治理了200 多座大中型水库及若干座小型水库，防洪能力有效增强；二是逐步展开小流域综合治理和水土保持工作，已投入资金2.5亿元，在水土流失较为严重的45 个县共计200 余条小流域采取综合治理措施；三是全面启动了湘资沅澧“四水”治理，共对87 个市、县城市堤防河道进行了整治[4]。

4）公众的灾害防范和主动避险意识提高。各级党委、政府把普及山洪灾害防御知识作为一项重要举措，宣传山洪灾害的危害，普及防御知识。原省防汛办组织专家编写出版了《山洪灾害防治百题问答》[4]，省气象台与省国土资源厅地质环境监测总站联合开展了山洪地质灾害气象预警预报，制定了《湖南省汛期山洪与地质灾害气象预报预警工作实施方案》。经过宣传普及，山区群众对山洪危害、爆发前征兆、当地危险区和安全区的划分、转移路线、安置地点等防御常识已非常了解，民众自我防御能力不断增强。

3 山洪灾害防御体系建设存在的问题

多年来，湖南省秉持“以人为本、以防为主、以避为上”的宗旨，落实责任、健全机制体制，逐步形成了统一指挥、分级负责、分工协作、社会共同参与的工作局面，但山洪灾害来势猛、成灾快、损失大，加之随着社会高速发展，人口密度和基础设施数量不断增长，现阶段防灾形式仍不容乐观。湖南省山洪灾害防御体系仍存在以下不足：

1）预警预报能力不足。全省监测站点建设已趋于完善，但强降雨历时短、成灾快，对水文预报模型的精度与模拟速度提出了更高要求。现阶段部分地区洪水预测仍依赖于经验，气象、水文数据与水文模型未形成有效耦合，小流域降雨落点偏差、洪峰时间与洪峰流量预测不够准确，不能完全做到科学防御。

2）现有山洪监测预警平台尚未完全整合，省级、市县级平台“各自为战”，分别运行。系统缺乏统一调度，部分业务界限不清，加之基层人员对信息系统缺乏了解、操作水平低，存在信息传递不及时、重复上报或漏报等情况，给山洪灾害信息统筹和决策带来困难。

3）防御工作面广量大，局势不容乐观。对山洪灾害防御缺乏系统规划和研究，缺乏科学预测和积极主动的预防及抢险措施，全面系统的山洪灾害防灾减灾体系尚未完全建立。

4 构建山洪灾害防御体系的建议

构建湖南省山洪灾害防御支撑体系必须紧扣预案编制、山洪灾害调查评价、小流域洪水预报、宣传、培训、演练、山洪监测预警平台构建、会商决策、转移安置、抢险救灾等环节。各环节紧密联系，相互触发发挥作用。山洪灾害监测预警决策体系如图1 所示，对照湖南省现行山洪防御体系的薄弱之处，分别就小流域洪水预报、山洪灾害防御云平台搭建、入户预警系统建设提出相应建议。

图1 山洪灾害监测预警决策体系图

1）完善小流域预报系统。通过对小流域的雨情、水情进行实时监测，结合精细化的降水预报数据，并与水文模型进行耦合开发小流域洪水预报系统，该系统可有效地减少山洪灾害带来的损失。根据DEM 数据划分小流域，利用地理信息数据和气象数据实现小流域降水、流量和水位变化的监测、预报、预警。将降水预报数据输入水文模型中模拟计算小流域未来相应时间段的水位和流量变化情况，当达到一定阈值之后系统自动报警，为决策部门及时提供监测预警信息，最大限度地减少小流域陡涨洪水造成的各种损失，有效提高小流域山洪灾害的防灾减灾能力。

2）搭建“云平台”山洪灾害防御信息系统。为全面整合防汛信息资源，进一步在技术纵深和服务广度上提升防汛信息化应用水平，针对原有平台建设缺乏统一规划，省级与市县级平台“各自为战”、各类数据存储分散，标准和类型不尽统一，难以有效共享等问题，提出以下建设建议：

①搭建标准化的数据中心。按照建设规范，建立专用机房，配置相应服务器、外置高端存储器以及光纤交换机等硬件设备，推进标准化数据中心建设，使配置资源可有效支撑万名用户同时在线使用，允许多用户单点并发应用。

②整合各类山洪防御基础数据。通过抽取、镜像、转储等技术手段，整合全省各个县市区气象、国土、电力等单位的相关数据资源，经筛选、归整后，建立符合国家标准的应用数据库。采取分布式管理，实现省市县三级资源申请、应用审核、资源申请管理等功能。

③采用“云平台+微应用”总体构架。以云服务为基础，构建省市县三级统一的数据、应用集成系统，实现多元数据、各方应用的集中管理，构建开放的山洪防御大数据、云应用生态圈，以实现数据、应用资源的整合、共享和充分利用。同时，突破传统大而全的业务系统开发模式，在满足基础应用功能的同时，快速搭建开发各类实用小系统。用户可根据自身需要定制各类“微应用”，如无人机应用、决策会商等“微应用”功能。

通过建立完善“云平台”，把全省山洪灾害主要信息统筹规划、将平台用户统一管理，形成一个资源有序开放、跨部门跨层次共享互通、网络一体化、基础资源集约化、运维服务专业化的综合应用平台。

3）完善入户预警系统。湖南省有部分山区由于地形、交通、经济状况等因素限制，仍采用广播、锣鼓、口哨等人工预警方式，应加大财力物力投入，充分利用山洪灾害调查评价成果，合理划分小流域单元，布设先进实用的山洪预警系统，包括简易雨量站、简易水位站、入户报警器、呼叫器、无线中继站等，监测预警信息直接进入入户报警器，节省信息传递时间，有助于迅速组织转移受威胁群众，解决山洪防御“最后一公里”的问题。