暴雨洪水预警联合发布工作初探<br/>——以呼和浩特市气象水文防涝为例

暴雨洪水预警联合发布工作初探
——以呼和浩特市气象水文防涝为例

2022-04-03张虎贵

大科技 2022年11期

张虎贵

（呼和浩特市供排水管网服务中心，内蒙古呼和浩特 010000）

1 概述

2021 年6 月，为落实水利、气象双方会谈磋商议定事项，呼和浩特市气象局、呼和浩特市水务局、呼和浩特水文勘测局、呼和浩特市供排水管网服务中心主要领导及业务人员赴呼和浩特气象局就协同发展事项进行了深入研讨，形成了共识，准备共同发布“气象水文防涝城市防洪暴雨洪水预警信号”[1]。

气象水文数据是国家公益数据的基础内容，是水利、气象业务应用及决策的重要支撑。广泛采集气象、水文水资源、水利工程、城市防涝以及互联网信息，才能成为海量数据源。2021 年4 月，自治区气象局和水利厅开始研讨“共享水文气象信息数据合作”，双方本着“资源共享、优势互补、统筹发展、互利共赢”的原则，全面开展气象、水文信息共享工作，致力于实现1+1>2 的最佳效果。呼和浩特市根据自治区级工作展望，部署了市一级的相关工作安排[2]。

在现有水文、气象监测站的基础上，优选稳定可靠、代表性好的市级气象、水文重要站与气象区域结合，制定监测降雨的信息共享方案，逐步建立统一的数据分析与运用共享数据平台。

2 现实基础与发展成效

“十三五”期间，呼和浩特市气象、水文信息化、城市防涝标准建设取得了丰硕成果，主要包括气象、水文、防涝工作中对计算机技术、通信技术以及电子技术的推广和应用，并以科技发展为支撑实现了遥测、遥感以及网络等技术的开发应用，在呼和浩特市的水旱灾害防御、水资源开发与利用、水利工程的规划与建设、水土保持的监测与防治等方面都发挥了极其重要的作用[3]。当前，多省区气象局以及自治区个别盟市已经开展了数据共享工作，例如呼和浩特市水务局大力推动“共享气象水文防涝信息数据合作”的市级统筹。由于气象水文防涝各方侧重点不同，亟需建立一套切实有效可行的暴雨洪水预警信号联合发布机制，作为数据共享前期的实验方案，该方案是抢抓信息化发展机遇、推动气象、水利以及城市防涝现代化发展、提升水旱灾害预警预报和防御能力的有效途径。

3 需求分析

目前气象部门服务社会的能力及水平已取得长足发展，因此由呼和浩特市气象局牵头，制定几个部门联合发布暴雨洪水预警信号方案，在气象部门覆盖的公众媒体上发布信息[4]。

气象水文两个部门需建立起暴雨洪水预警信号联合发布领导小组，组长由一把手担任，副组长由分管业务领导担任，领导小组下设办公室，办公室主任由各业务负责人，以及参加预警信号发布的工作成员担任。

按照现有的《气象灾害预警发布办法》及《水情预警发布管理办法》，将二者合并制订为《呼和浩特市气象水文暴雨洪水预警信号发布办法》（呼和浩特市地方办法），并形成长期有效的制度贯彻执行[5]。制度对联合发布呼和浩特市气象水文防涝预警信息的流程、预报预警响应、组织管理等方面进行规范，明确预警信息发布格式和内容、预报预警效果检验和各单位职责等。按照制度，发布黄色及以上级别预警信号时，须由市气象局与市水务局共同签署后联合发布，并通过短信、微信、国家突发事件预警信息发布平台、政府网站以及广播电视节目等向全市各级灾害群测群防网络人员进行发布。

3.1 基础设施需求

面向气象水文现代化体系建设目标要求，以呼和浩特市内的积水点、中心站以及监测站的水位监测系统为基础对降雨量、实时水位、现场图像等数据信息进行收集。通过多源、多要素融合的信息采集体系、通信网络体系和水文基础设施建设，形成覆盖较广、架构完整、功能完善、安全可靠、融合集约、有效支撑多层面气象水文应用的联合发布预警信号方案。搭建机房现有云计算平台，建立虚拟资源池，设置虚拟机[6]。

3.2 网络需求

为确保呼和浩特市气象、水文、城市防洪数据共享，需要增加MSTP 专线电路用于几个部门之间数据的互联互通。目前，气象、水文、排水系统的网络传输速度为50M，基本能够满足日常业务需要。因此推算几个部门之间数据专线按照50M 带宽考虑。为了应对数据传输、存储、网络安全等需求，需更新完善现有机房基础设施，保障通信系统的可靠性[7]。

3.3 业务需求分析

按照气象水文业务划分，呼和浩特市气象业务主要负责72h降雨预报、实况雨量、雷达栅格等。呼和浩特市水文业务主要负责72h 国家基本站洪水预警，呼和浩特市供排水管网服务中心主要负责：城市内容低洼地区预警。

3.4 水文预报

水文预报是水旱灾害业务的重要组成部分，需制定呼和浩特市水文预报员制度，由预报员按照要求准确预警发布主要测站的预警信号。

3.5 数据分析

气象、水文数据作为一种记录自然现象的数据，有其规律性和随机性。研究和分析水文随机现象的统计变化特征，并以此为基础对水文变量或过程进行尽可能正确的概率描述，对未来的水文情势进行概率意义下的定量预估，可帮助决策者对水文情势的变化做出分析判断，为水旱灾害防御、水资源开发利用保护等工程、非工程措施的规划、设计、施工以及运营管理提供符合规定设计标准的水文数据，并做出最优的规划设计和决策[8]。

4 工作方案

在几个部门现有的行业标准体系基础上，理顺部门间关系、梳理好系统内外需要共享的信息资源内容、安全要求等，规定好各部门在信息资源获取、整理、管理、使用等方面的责权；建立以主要业务数据管控制度为核心的气象水文防涝信息联合地方标准；形成行之有效、可操作性强的管理、运行、保障和监督机制[3]。

4.1 规划范围及依据

本次规划的范围主要涉及呼和浩特市气象局所属相关雨量站、雷达，呼和浩特市水文勘测局所属相关水文站，呼和浩特市供排水管网服务中心相关低洼建筑物积水区。主要依据国家、水利部、气象局、自治区气象局、水利厅相关政策文件和标准规范，结合呼和浩特市实际情况进行编制。

4.2 总体目标

2021—2023 年，以呼和浩特市气象带动呼和浩特市水文服务能力提升，建立城市地区低洼建筑物排水能力，使呼和浩特市减灾服务的水平面向社会公众，有效提升全市水旱灾害防御预警预报能力，减少呼和浩特地区人员财产生命损失。

4.3 联合发布架构

为适应呼和浩特市气象水文联合发布预警信号的需要，采取”一网三中心一发布”的模式，全面适应呼和浩特市气象水文业务合作的实验亮点。其中，“一网”指的是几个部门之间的专网。“三中心”指的是呼和浩特市气象服务中心、呼和浩特市水文信息中心以及呼和浩特市供排水管网服务中心。“一发布”指的是由呼和浩特市气象台牵头，制定几个部门联合发布暴雨洪水防涝预警信号方案，在气象部门覆盖的公众媒体上发布信息。

5 实施细则

以人为本，减少危害；统一指挥，综合协调；分级负责，专业处置；属地为主，协同应对；强化监测，及时预警；预防为主，科学研判[10]。

5.1 领导小组机制

三方皆由局长任组长，副局长任副组长。

领导小组主要职责是组织指挥气象水文防涝灾害较大突发事件，对于敏感的、可能有次生或衍生危害性的气象水文预警信息加强监测，组织专家会商研判，按规定做好信息报告、预警，必要时提升预警级别；根据气象水文灾害突发事件的发生、发展趋势，决定启动、终止预警，负责组建现场指挥部；指导气象水文防涝联合发布预警工作。

联合发布预警应设立办公室，由业务处室牵头负责。

办公室的主要职责是组织落实领导小组决定；组织、协调预案和职责开展气象水文联合发布预警日常工作；负责联合发布预警方案的编制、修订、演练、评估与管理；建立信息收集制度，统一接收、处理、统计和分析相关河道水情预警，及时核实与研判信息，按照规定做好信息报告工作；负责预警专家组的日常管理和联系工作；配合三方发布预警工作。

5.2 发布方案

水情预警信息发布遵循“归口管理、统一发布、快速传播”原则。水情预警信息由呼和浩特市气象台结合气象预警并按预警级别分级发布，其他任何组织、个人不得制作并向社会发布预警信息。

（1）呼和浩特市水文勘测局要对监测到的水情信息进行分析、评估、预测，根据可能引发的灾害严重程度、可能危害程度和影响范围，决定是否发布预警信息，发布何种等级的预警信息等。

（2）呼和浩特市供排水管网服务中心要对城区内部低洼易涝区域进行数据基础数据收集整理、根据城市区域内部重点单位、学校、医院等人员密集区域制定灾害影响程度，确定灾害登记等。

（3）呼和浩特市气象局应当通过广播、电视、报刊、公众号等渠道及时向社会公众发布灾害预警信息。

5.3 发布模式

发布标题为气象水文防涝暴雨洪水预警信号联合发布，发布单位为呼和浩特市气象台、呼和浩特市水文勘测局。呼和浩特市供排水管网服务中心发布预警时应采用距、较、基本等字眼，预警取值需给出一定范围。预警按照级别依次用蓝色、黄色、橙色、红色表示。应先采用气象部门预见期出现的雨情，再对应到影响呼和浩特市城区内部、旗县、流域及河流，以及相关的预警指标。

5.4 预防与预警

实施过程中主要对气象水文状况进行监测，对暴雨洪水危险源作出定期监控，检查排水、疏水系统设备和设施，确保排水系统畅通。一旦发现暴雨、洪水等自然灾害，立刻以领导小组与办公室为轴心安排人员负责24h 值守，对排水、疏水系统及各站点进行巡视检查，对来水、排水、注水设备定期进行检查，依据实际状况及时发布天气预警信息[11]。当遇到市内排水不畅状况时，为避免倒灌发生，由领导小组临时发布预警并组织建设临时挡水设施。预警根据危害程度，将局部暴雨事件预警分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个级别，分别代表重大、较大、一般。

一般（Ⅲ级）；6h 内降雨量将达50mm 以上，若地势低洼，将导致洪水暴涨。

较大（Ⅱ级）：3h 内降雨量将达50mm 以上，偶地势低洼，将导致洪水急剧上升。

重大（Ⅰ级）：3h 降雨量将达100mm 以上或已达到100mm以上且降雨量可能持续，极有可能引发道路坡度泥土流失严重，泵站地基等危险源增加[12]。

5.5 应急处置

应急处置方案主要采取相应响应分级与响应程序，依据分级负责原则，局部暴雨事件对应分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个应急响应等级，其中Ⅲ级由事发部门负责人指挥处置；Ⅱ级由应急领导小组组长负责指挥，由事发部门负责人协助；Ⅰ级由应急总指挥负责指挥。应急指挥领导小组成员、部门负责人、各部门按职责分工承担相应的应急响应处置工作。实际处置工作概括如下。

（1）发布Ⅲ级预警时，区队（联合站）安排值班人员对排水设施、疏水设施发出预警检查要求，谨防排水或疏水系统不畅通问题存在，一旦发现立即修复并做好事故预测。

（2）发布Ⅰ、Ⅱ级预警时，联合发布小组针对恶劣天气可能对站点正常运行构成重大威胁的情况，对各部门岗位发出事故预想预警，如生产现场出现重大险情或出现严重后果，启动后期处置。对应急处置进行评估，并根据评估中暴露出来的不足，组织对应急预案进行修订。按国家有关法律法规有关规定，完成事件（发生原因、处理经过、设备损坏、经济损失、整改内容等情况）调查报告的编写和上报工作）[13]。

5.6 培训与演练

将联合预警工作预案的培训纳入呼和浩特市相关组织年度培训计划，按照统一计划、适时安排、分类实施、分级负责、突出重点、适应需求原则，采取定期和不定期相结合的形式，组织进行相关知识和技能培训。同时，根据基建生产实际，制订联合预警工作演练计划，举办局部暴雨、洪水事故应急演练，以对各方面联合预警、统筹调度能力作出审查。

6 技术基础

经以上论述可得知，以呼和浩特市为例的暴雨洪水预警联合发布工作重点在于以人为本、统一指挥、协同应对，以达到及时预警，但难点也在于此。作为一项联合工作，对不同机构及部门间的协同性要求较高，因此必须借助相应的技术支持以实现工作目标。

在实际开展联合预警工作时，可以借助“智慧水务”技术以整合、简化工作流程。智慧水务综合管理平台以水务公司的供水、排水业务为核心，覆盖了管网GIS、原水、供水、二次供水、管网测压、移动抄表、营业收费、排洪防涝等业务的综合管理，利用地线管线、雨量计、压力传感器、气象卫星等设备设施形成感知并获取数据，再通过互联网、局域网、窄带通信等通讯网络在气象网络内传输。为了使暴雨洪水联合预警领导小组对联合预警工作形成指导与统一调度，可在智慧水务的技术基础上建构“一张图”系统，基于已有的供排水GIS 地图，丰富、整合水源地、水廠、供水、排水、管网、设备监测数据信息。例如管网能力评估、防洪预报调度、内涝风险分析等相关监测点的水质、液位、流量等在线监控系统、设施、工程、地理的信息数据，利用大数据分析技术和“一张图”展示技术，将主要数据信息叠加在一张图上，并实现大屏展现，快速实现呼市水网信息可视化。

根据此技术基础，可统一建构排洪防涝联合预警“一张图”系统，以地图服务的形式把地图和排洪防涝点进行综合展示；直观地展示低洼桥区实时的降雨情况、桥区积水情况、积水预测、当前泵站运行情况，结合水力模型、排洪防涝预测以及通过历史数据，以科学准确的方式分析城市内涝的影响范围、积水深度、积水量和积水时间等致灾因素，当汛期来临时，防汛领导小组可通过“一张图”系统及时掌控呼和浩特市内的暴雨、洪水状况并为预警发布提供数据、技术基础[14]。