2 人工观测站:观测员根据水位观测尺按照报讯的要求,以语音、短信或通话方式进行报讯。中心站工作人员记录后将信息录入计算机。
3 自动监测站:无人使用,有人看管,系统自动采集数据。
4 根据地势的不同,采用卫星,超短波,短信,gprs,pstn进行数据传输。 5 信息汇集与预警平台:防汛决策部门、系统维护管理部门的工作人员将通过浏览器对信息汇集子系统,信息查询子系统,预报决策子系统,预警子系统进行增加、删除、修改、查询的操作。
6 预报决策子系统:工作人员将得到的信息打印成表格,进行人工报警或自动报警;系统维护模块分三个权限,系统管理员、预报分析用户、信息查询用户。系统管理员掌握预报决策系统的管理权限,并可以对整个系统的内容进行修改、添加和删除,管理员可以通过此模块控制系统的发布权、删除权、表现权等所有事项;预报分析用户可查询、调用相关数据,实现水雨情分析预报,写入预警信息;信息查询用户只能查询其中内容,不能向数据库中更新、删除、写入数据。
7 预警子系统:预警信息的发布主要由各级山洪灾害防御指挥部门或者群测群防监测点上的监测人员通过预警信息传输网络和其它方式完成。根据预警信息获取途径不同,预警发布权限归属不同的防汛负责人(或防汛部门)。建立了基于平台的山洪灾害防御预警系统的地方,预警发布权限归属其对应的防汛负责人(或防汛部门),即:平台建立在县级,预警发布权限归县防汛负责人(或防汛部门)。依靠群测群防进行预警的地区,预警发布权限归属县级、乡(镇)、村的防汛负责人(或防汛部门)和监测员。
8 群防群测组织体系:
(1)在县级设立指挥部,指挥部与县防汛抗旱指挥部合署办公,由县防汛抗旱指挥部统一指挥。
指挥部设政委、指挥长、副指挥长。成员由发改委、水利、国土、民政、气象、财政、建设、交通、公安、卫生等相关职能部门的负责人组成。
指挥部下设办公室、5个工作组(监测组、信息组、转移组、调度组、保障组)及应急抢险队。
(2)在乡(镇)设立山洪灾害防御指挥机构,指挥机构设指挥长、副指挥长,成员由水利、国土、民政、气象、建设、交通、公安、卫生等相关职能部门负责人组成。
指挥机构下设监测、信息、转移、调度、保障等5个工作组和应急抢险队
(3)各行政村设立以村主任为负责人的山洪灾害防御指挥机构,各村应成立以基干民兵为主体的应急抢险队,确定监测预警员,并造花名册报送乡(镇)、县指挥机构备查。
2.3.2 功能需求分析 2.3.2.1. 水雨情监测系统
2.3.2.1.1. 简易监测站
为扩大水雨情信息的监测覆盖面,在山洪灾害防治区内的村、组设立简易监测站。因地制宜地配置简易的雨量、水位观测设施,采用直观、可行的观测方法进行水雨情信息的监测。
雨量、水位的观测:
(1)雨量观测 :为便于观测员能直观和方便地观测雨量,承水器皿可设计为透明的装置,并根据区域内雨情的临界值或降雨强度,在承水器皿外进行划分或标注明显的预警标志。
(2)水位观测:在岸边修建简易的水尺桩,水尺桩可设计为木桩式或石柱型;对于无条件建桩的观测站,可选择离河边较近的固定建筑物或岩石上标注水位刻度;水位观测尺的刻度以方便观测员直接读数为设置原则,各地应根据当地的实际情况,以现场标注致灾的临界水位值的方法,作为预警的标准。
通信方式:
简易监测站的设站目的是群测群防。当降雨将可能达到临界雨量值或水位将可能达到临界水位值时,观测员可采用人工传递或采用对讲机报告给乡(镇)、村防灾负责人,有条件的可采用电话或手机逐级报送到县级防御指挥部;紧急情况时,可直接向村、组、户发出预警。有条件的地方可给观测员配置对讲机、移动电话等。
2.3.2.1.2. 人工监测站
对于无条件建设自动监测站,但拥有公用通信资源(程控电话、移动通信网)的地区,按照人工观测站的技术要求建立相应的水雨情人工监测站。采用人工观测和管理的模式,通过语音或通话报汛进行雨量、水位信息的采集和传输。
人工监测站采用定时观测,定时报汛的工作体制,在暴雨天气状态下则加密观测、增加报汛段次。
雨量、水位观测:
(1)雨量观测:应配置虹吸式雨量观测设备;确定设备的安装方式,设计必要的安装设施;观测员按照报汛的要求,以语音或通话方式进行数据传输。
(2)水位观测:对于新建的水位站需修建水位观测尺和观测道路;观测员按照报汛的要求,以语音、短信或通话方式进行报汛。
通信方式:
人工监测站通常采用语音报汛进行数据传输,测站需要配备电话线路和电话机,中心站配置语音卡和计算机,实现报汛信息的自动接收、处理和入库;对不具备电话通信条件但已
被移动通信所覆盖的地区,测站可配置手机采用移动电话报汛,中心站人工记录校核后录入到计算机。
对于没有公共通信可利用的地区,可根据测站距中心站的距离、地形条件,采用短波通信或超短波通信方式报汛。采用短波通信,测站和中心站均需配置短波电台、天馈线及电源。采用超短波通信测站和中心站均需配置超短波电台、天馈线及电源,距离较远或有阻挡时,需建设中继站进行接力。
2.3.2.1.3. 自动监测站
根据本地区的通信、经济条件,设立雨量、水位自动监测点。采用有人看管,无人值守的管理模式,配置相应的雨量、水位传感器,以及遥测终端及通信终端设备,实现水雨情信息的自动采集、传输。
自动监测站采用定时自报、事件加报和召测兼容的工作体制;对超短波组网的自动监测站,则采用增量随机自报与定时自报兼容的工作体制;人工置数信息应有反馈确认的功能。
雨量、水量观测:
(1)雨量观测: A雨量观测场地
①雨量监测站原则上不新建雨量观测场,已建有雨量观测场的站,将雨量传感器放置在雨量观测场内;
②未建雨量观测场的站,则利用屋顶平台予以观测,但安装时应注意与建筑物、树木等障碍物的水平距离为障碍物高度的两倍。
B雨量传感器 ① 承雨口口径:Φ200
+0.6
mm;
② 分辨力:当测站为基本雨量站时,年平均降雨量≥800mm的测站采用0.5mm的雨量传感器,年平均降雨量<800mm的测站采用0.2mm的雨量传感器;对于非基本雨量站,南方湿润地区可选用1.0mm的雨量传感器,北方干旱或半干旱地区可选用0.5mm的雨量传感器;
③ 测量误差(准确度):较大降雨量的误差采用实测降雨量与其自身排水量相比较的相对误差检验;较小降雨量采用绝对误差检验。不同分辨力的雨量传感器量测精度详见表2.4-1
④环境条件:工作温度0℃~+50℃,工作湿度≤95%(40℃); ⑤可靠性指标:在满足仪器正常维护条件下,MTBF≥25000小时。 (2)水位观测: A水位传感器选用
各省(自治区、直辖市)可根据实际情况选用浮子水位计、压力水位计和超声水位计进行水位观测。对已建有水位自记井且可利用的监测站选用浮子式水位传感器;未建井或不能建井的测站,视河流及水情特点配备压力式(压阻式、气泡式)或超声式水位传感器,主要技术指标应满足:
①分辨率:水位传感器的分辨率为1cm。
②测量误差:95%测点的允许误差±2cm,99%测点的允许误差±3cm。 ③环境条件:工作温度-30℃~+50℃,工作湿度 <95%(40℃)。 ④可靠性指标:在满足仪器正常维护条件下,MTBF≥25000小时。 B水位自记观测井建设要求
适宜新建水位自记观测井的测站,应以建设简易水位自记井为原则。井筒可采用直立式或斜井式,一般可选用水泥管、钢管、铸铁管或PE管;井口直径应根据所采用的浮子式水位计及有关水位观测技术标准进行设计,同时需考虑防淤积的措施。
C气泡压力式水位计安装要求
①气泡压力式水位计应放置在位于基本水尺断面处的仪器房内,其传感器感应探头需设置在水面以下。
②管道敷设时应沿河岸护坡顺坡而下,不能出现负坡,以免感压管内结露,形成水栓。 ③为解决大变幅水位观测问题,可结合各站实际情况,分多级敷设压力感压气管或至中水处敷设感应探头。
通信方式:
自动监测站的数据传输通信,各省(自治区、直辖市)应根据当地的通信资源及地形条件因地制宜地选用超短波、GSM短信、GPRS、北斗卫星、PSTN通信方式组网。
(1)北斗卫星通信系统
北斗卫星通信系统由卫星及网管中心、监测站、中心站组成,其通信网络结构示意见图2.3-1。在北斗卫星通信网络中,监测站和中心站需配置北斗卫星通信终端及天馈线等主要通信设备。
图2.3-1北斗卫星通信系统网络结构示意图 (2)GPRS通信系统
GPRS通信数据传输网络结构示意见图2.3-2。GPRS接入方式主要有Internet接入、专线接入,可根据需求选用。采用GPRS通信组网,监测站需配置GSM/GPRS通信终端,中心站则根据接入方式不同,需配置接入Internet的固定IP或专线。