安徽省山洪灾害监测预警系统建设探析

刘 超 方 婧

(安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院，安徽 合肥 233088)

山洪灾害破坏力大、突发性强、损失重，常造成人员伤亡、房屋冲塌，淹没城镇及基础设施、改变河流形态和自然环境的破坏，是当前造成人员伤亡和经济损失的主要灾种之一，严重威胁广大人民群众的生命财产安全。构建监测预警体系，增强监测预警能力，是提升防灾减灾救灾能力的重要组成部分。近年来，依托全国山洪灾害防治和农村基层防汛预报预警项目，安徽省逐步构建了覆盖全省42个山洪灾害防治县(区)和57个平原县(区)的水旱灾害防御监测预警体系，建成了省级集中部署，省、市、县、乡四级共用的山洪灾害监测预警平台，通过平台向各级责任人发布预警信息，提请基层地方政府依托网格化群测群防体系转移受威胁人员，大大增强了山洪灾害监测预警能力，在防灾减灾、减少人员伤亡等方面发挥了重要作用。

1 系统总体框架及建设成果

1.1 系统总体框架

根据水利部水利信息化顶层设计，安徽省山洪灾害监测预警系统的总体框架采用松耦合的分层架构，由业务功能、支撑平台、基础设施、数据源、安全防护体系、标准规范体系等部分组成，见图1。系统结构每层功能相对集中和独立，能够为上一层提供很好的支撑服务，层与层之间具有明确的边界划分，松耦合的结构易于未来软硬件及应用服务的调整与扩展。

1.2 主要建设成果

安徽省山洪灾害监测预警系统的建设成果主要分信息监测体系、预警发布体系、信息服务平台、业务管理平台四大部分。

图1 安徽省山洪灾害监测预警系统总体框架

1.2.1 信息监测体系

数据是开展山洪灾害监测预警的基础，安徽省山洪灾害监测预警系统数据源主要包括自动采集数据、人工上报数据、共享汇集数据和整编数据四大类。自动采集数据是在各县已建自动监测站点的基础上，优化站网布局，补充新建雨水情监测站、视频/图像监测站等，实现灾情的实时感知；人工上报数据主要指通过手机APP对需要人工采集的数据进行人工录入与上报，主要包括突发险情信息、工程安全监测信息和工程巡查信息等；共享汇集数据主要指对气象、国土等其他行业数据进行共享利用，包括预报数据、雨情数据以及社会经济数据等；数据整编是对水利工程相关基础信息、历史数据、工程设计数据等进行收集、整理加工、审核入库，形成可供平台及各业务系统调用的数据库。

1.2.2 预警发布体系

根据安徽省山洪灾害防御机制体制，山洪灾害防御责任主体在基层地方政府，省、市级水行政主管部门负责对辖内山洪灾害防御工作进行业务指导和技术支撑。结合工作实际，安徽省山洪灾害监测预警系统将监测预警业务流程划分为预警发起、内部预警、预警研判、外部预警四个阶段，内部预警自动向县、市级业务人员发布，外部预警向各级责任人和社会公众发布。预警业务流程的四个阶段主要工作在县级进行，省、市两级通过系统对辖内实时预警进行总览、对预警处置的及时性进行督办。

1.2.3 信息服务平台

支持全省各级水旱灾害防御工作人员在“水利一张图”上对辖区内水情、雨情、视频、图像、工程、预案、台风以及雷达等信息进行“一站式”查询，同时以行政区划、流域水系、水利工程等为维度进行相关信息的统计和展示，以及开展水利工程基础信息、预案文本、责任人等信息的填报、审核，以表格、图示和地图等方式进行显示，并提供汇总、统计和分析功能。

1.2.4 业务管理平台

系统集成了为开展水旱灾害防御进行信息化支撑的管理功能模块，包括专家库、文件交换、洪水风险图、工程调度和值班管理等模块。

2 主要经验与做法

2.1 加强组织领导，创新建管模式

为加强组织协调，推进全省灾害预警项目实施，省水利厅成立了由厅相关业务处室和省水文局、省水科院等单位组成的工作协调小组，分管厅长亲自担任组长。在项目建设管理上创新采用“收放收”与“手牵手”的模式。

“收放收”就是关键技术开发交由省集中攻关；站点建设和预警发布县区负责实施，省级全过程控制，确保业务数据在省级规整入库。

“手牵手”就是在整个项目建设中，遇到问题，省市县乡四级联动，定向跟踪、精准帮扶，技术支撑单位全程提供兜底保障。

2.2 注重顶层设计，统一建设标准

“十二五”以来，安徽省密切跟踪新兴信息技术发展，围绕打造水利信息化“四个一”，即一个大数据中心、一张图、一个业务应用门户、一套信息安全防护体系持续探索。开展水利数据治理、水利云平台建设、水利业务整合，为全厅核心业务提供了统一标准的共享平台，水旱灾害防御、水资源监测、河长制管理全面采用“一级部署多级应用”策略，着力解决低水平重复、水利网信发展不平衡的问题。为规范项目建设，确保地方实施的站点能够顺利、规范地接入平台，编制印发了系统站点建设和平台集成规范，规范站点基础数据，标准化站点传输协议。出台了《水利信息化系统软件开发集成规范》《水利工程视频图像站建设技术规范》等4项地方标准，有效保障了互联互通。

2.3 强化“一数一源”，做好源头管理

数据的准确性和有效性直接决定着灾害预警的有效性。对全省各类水利信息化项目，都把数据质量作为主要指标，狠抓源头管理，追溯“一数一源”。把平台软件开发与业务数据整编打捆招标。整合山洪灾害调查评价成果、一张图成果数据，当预警产生时，平台可以根据危险区域范围自动判断可能影响到的人口、房屋、桥梁等信息，辅助分析受灾影响范围，大大提高了预警的准确性；利用防洪工程数据库建设成果，组织集中复核全省近6000座水库基础信息；完成5万多个责任人、预案在线填报，并每年更新，实现责任范围底数清晰，督促责任制落地生根，大大提高了平台预警的针对性。基于平台及数据源，将水利信息化基础数据更新与管理工作进入常态化。

2.4 着力“集中”攻关，破解核心难题

a.通过“硬件”的集中实施，一是节省了各地硬件的重复投资；二是有效解决了基层信息化运维力量不足的问题；三是减少了协调环节，如短信网关的集中部署，一次性解决了三家运营商技术接口兼容性的问题。

b.通过“数据”的集中管理，一是实现数据在省级的统一接收，显著缩短数据收集时间；二是在省级统抓数据流程监管，把数据的所有权、使用权和处置权“三权分立”，把数据采集及时完整率作为监管重点，有效厘清数据产生过程中的责任；三是充分共享水文、气象、国土等部门的监测站点，避免重复建设。

c.通过“流程”的集中设置，实现全省预警业务的协同处理。围绕支撑省市级用户的业务职能，县级用户灾害监测预警职能，优化调整预警流程，将灾害预警分为信息提醒、内部预警和外部预警三个阶段，内部预警自动向市县级业务人员发布，外部预警向各级责任人和社会公众发布；创新采用信息展播方式，将平台延伸到乡镇一级。

d.通过“应用”的集中部署，实现用户的单点登录、一站式信息查询，通过一张图轻松掌握灾害威胁区域预警和监测情况，直观掌握责任人情况，确保实时预警、及时处置；在省级平台实现三维地理信息直观展示和视频监控站点无插件在线访问。

e.通过“运维”的集中监管，实现一个平台远程监控数据产生的全过程，能够初步判断监测站点运行故障节点，界定维护责任，对设备运行单位进行跟踪督办和失信警示。出台《山洪灾害防治非工程措施运行维护规程》，明确了运维管理的具体要求，规范了各地运行维护工作，有效提高了运维水平。

2.5 聚焦应用推广，筑牢安全防线

平台上线后，立即组织全省培训，强力推广应用。一方面，利用平台、钉钉等工具，开展线上培训。建立考核机制，对平台使用、信息处理情况定期通报，培养用户对系统的依赖性。同时，在线收集用户建议，完善软件功能，制定对采纳意见给予红包奖励的激励方案，切实推动系统从能用到好用的演变。另一方面，通过信息化共享平台建设，建立网络安全态势感知系统和“两地三中心”灾备系统，为平台提供从应用到数据的信息安全保障。

3 建设成效

安徽省的相关做法得到了相关部门的肯定。“山洪灾害调查评价及预警关键技术研究与应用”获得了省科技进步二等奖，“学校山洪灾害预警系统关键技术及应用”获得水利厅科技进步奖，被授予发明专利4项、取得实用新型专利和软件著作权超过30项。系统功能已实现由单一预警向综合平台过渡，整合的监测站点数量已从原来不足1000个发展到现在约6000个，监测盲区大大减少，预警的及时性、有效性明显增加，在历年的水旱灾害防御工作中发挥了显著作用。特别是2019年，利用监测预警数据，结合前期开展的山洪灾害调查评价成果，准确捕捉“利奇马”台风对安徽省宁国市城区可能造成的严重影响。水利厅分管负责同志亲自调度，要求按超历史洪水防御方案坚决果断转移危险区人员。宁国市提前将影响区域人员转移完毕，有效避免了人员伤亡。灾后调查发现，洪水淹没范围与平台判断的预报预警范围几乎一致。同时，在仍处于主汛期的关键时期，敏锐捕捉到蓄水不足的实际，在尚未出梅雨期的情况下，提前将工作重心转移到旱灾防御，充分拦蓄“利奇马”雨洪资源，抢抓长江、淮河干流外水较高时机，通过引提调等工程措施增加供水量37.38亿m3，有力保障了供水安全。

4 下一步建设的思考和建议

4.1 与气象部门建立共享机制，延长预警预见期

水旱灾害具有快速性、突发性、局地性的特点，发出预警信息后，只有快速、及时送达受威胁人员并转化为避险行为，预警才被证明是有效的。因此，能够提前精确预知灾害的发生，为人员转移留下更充足的时间尤为关键。下一步监测预警平台需针对水旱灾害突发性强的特点和延长预见期的需求，与气象部门建立协调机制，集成气象雷达高精度降雨面雨量、5km网格融合降水量预报，最大限度为灾害预警增加了提前量。

4.2 与通信运营商建立同步机制，实现无固定对象预警

灾害来临时，系统支持向全省五万多名固定对象责任人发送预警短信，但对山区旅游人员、流动人员以及外来务工人员等无固定对象人群，由于无法获取人员信息，很难做到预警全覆盖。下一步，平台亟须与移动、电信、联通三大运营商建立同步机制，拓展预警信息发布渠道，通过建立预警区域与运营商通信基站的对应关系，采用统一短号码对基站范围内所有手机用户发送预警短信，有效解决预警信息发布“最后一公里”问题。

4.3 创新预警发布机制，解决基层人员信息获取难的问题

对于基层乡镇政府和山洪威胁区的中小学校，可以采用信息展播等新形式推送监测预警信息，提高信息获取的便捷度。通过在监测预警系统定制实时预警、雨水情、视频/图像、水利宣传等频道，并将定制的频道以“电视频道”的方式推送至各基层单位的显示设备，乡镇水利管理人员可通过遥控器以类似切换电视频道的方式，简单直观地获取辖区内防汛业务管理相关信息，也可以通过手机APP或短信实现本单位日常通知的发布。

4.4 开展基础数据整编与复核，提高预警指标准确度

堤坝、水闸、水库等水利工程基础数据，特别是有关工程安全运行参数和防汛调度的预警指标数据，存在缺项和错误等问题。如水库指标信息存在逻辑性错误，汛限水位大于坝顶高程、坝顶高程小于死水位等情况经常出现。下一步亟须对全省水利工程基础数据进行整编和复核。

4.5 集总连片，加强运行维护

安徽省水利信息化整体应用水平不高，总体情况是省级比市级好，市级比县级好。山洪灾害非工程措施项目相对于水利等其他工程建设来说，有其自身特点，专业强，技术高，监测站点、通信设施、平台软件、预警设备组成的有机组合体，任何一个环节出现问题都将影响整个系统的运行，甚至造成系统瘫痪，丧失山洪灾害的预警预报能力。但是以县级为单位，由于基数较小，难以找到合适的维护管理单位，建议以市级为单位，集总连片，统一维护，统一管理。