山洪灾害监测预警系统设计方案
北京旺辰鼎科技发展有限公司
二○一三年四月
目 录
引言 ............................................................................................................. 1 1 山洪灾害监测预警系统设计原则及总体结构 .................................. 2
1.1 设计原则...................................................................................... 2 1.2 总体结构...................................................................................... 3 2 水雨情监测系统设计 ........................................................................ 12
2.1 设计原则.................................................................................... 12 2.2 监测方式及报汛工作体制 ....................................................... 13 2.3 监测站网布设要求 ................................................................... 14 2.4 监测设备设施设计要求 ........................................................... 16 2.5 信息传输通信网设计 ............................................................... 20 2.6 测站设备设施配置及投资控制 ............................................... 30 3 信息汇集与预警平台设计 ................................................................ 40
3.1 设计原则.................................................................................... 40 3.2 平台组成与功能要求 ............................................................... 40 3.3 计算机网络系统设计 ............................................................... 41 3.4 数据库系统设计 ....................................................................... 43 3. 5 平台设备配置与投资控制 ...................................................... 45 4 信息汇集、信息查询子系统设计 .................................................... 47
4.1 设计原则.................................................................................... 47 4.2 信息汇集子系统设计 ............................................................... 48
4.3 信息查询子系统设计 ............................................................... 49 4.4 子系统建设投资控制 ............................................................... 53 5 预报决策子系统设计 ........................................................................ 54
5.1 设计原则.................................................................................... 54 5.2 系统组成.................................................................................... 55 5.3 水雨情分析预测模块 ............................................................... 55 5.4 预警信息生成模块 ................................................................... 57 5.5 系统维护和管理模块 ............................................................... 59 5.6 子系统软件开发投资控制 ....................................................... 61 6 预警子系统设计 ................................................................................ 62
6.1 设计原则.................................................................................... 62 6.2 预警子系统的组成 ................................................................... 63 6.3 预警流程.................................................................................... 64 6.4 预警信息的发布 ....................................................................... 65 6.5 预警信息传输通信网 ............................................................... 67 6.6 投资控制.................................................................................... 71 7 群测群防的组织体系 ........................................................................ 73
7.1 组织指挥机构 ........................................................................... 73 7.2 分工与职责 ............................................................................... 75 8 宣传、培训及演练 ............................................................................ 81
8.1 宣传 ............................................................................................ 81 8.2 培训 ............................................................................................ 82
8.3 演练 ............................................................................................ 83
引言
我国是一个多山的国家，山丘区面积约占全国陆地面积的三分之二。我国主要位于东亚季风区，暴雨分布范围广；季风气候决定了我国降雨在年内分布不均，汛期高度集中，以强降雨引发的山洪灾害发生最为频繁，危害大。
山洪灾害的防治需坚持“以防为主，防治结合”、“以非工程措施为主，非工程措施与工程措施相结合”的原则。2006年10月，国务院批复了《全国山洪灾害防治规划》，要求“力争到2010年，在山洪灾害重点防治区初步建立以监测、通信、预报、预警等非工程措施为主并与工程措施相结合的防灾减灾体系，减少群死群伤事件和财产损失。”建设山洪灾害监测预警系统是及时规避风险，避免或减少山洪灾害导致的人员伤亡和财产损失的重要措施，是有效防御山洪灾害实施指挥决策和调度以及抢险救灾的保障，在山洪灾害防治中具有举足轻重的地位。
为指导、规范各省（自治区、直辖市）山洪灾害监测预警系统设计方案的编制，保障有效开展山洪灾害的监测、预警工作，特编制《山洪灾害监测预警系统设计方案指导书》。本指导书主要针对防御降雨在山丘区引发的洪水灾害的监测预警，同时考虑防御泥石流、滑坡等灾害的要求，预留了接收气象、国土等部门信息的接口。
1 山洪灾害监测预警系统设计原则及总体结构
1.1 设计原则
（1）坚持以人为本，以保障人民群众生命安全为首要目标。山丘区暴雨的发生常具突发性，因山高坡陡，洪水汇流快，流速大，加之人口和财产分布在有限的低平地上，往往在洪水过境的短时间内即可造成人员伤亡和财产损失。建设山洪灾害监测预警系统，及时发布预报、警报，保障人民群众生命安全，减少灾害损失。
（2）坚持因地制宜、突出重点的原则。各省（自治区、直辖市）自然条件、经济社会状况不同，山洪灾害的成因及特点、防灾设施、工作基础等也有差别，应根据各地山洪灾害的特点，针对目前防御山洪灾害监测预警工作中存在的问题，总结成功的经验，切合实际地设计和建设监测预警系统。要突出重点，兼顾一般，按轻重缓急要求，逐步完善监测预警系统。
（3）坚持经济实用、稳定可靠、容易实施、便于操作和推广的原则。考虑本地区的暴雨特点、地形地质条件、经济状况、人员分布、交通及通信条件等实际状况，制定监测预警系统设计方案并组织实施。既要利用遥测、通讯、网络和地理信息系统等先进技术，又要充分考虑山丘区的实际条件，可以采用人工观测简易雨量筒、手摇报警器、无线广播、敲锣打鼓等适合当地条件的监测预警方式方法，扩大系统覆盖面，达到既能有效解决监测、通信及预警问题，又能节约投资的目的。同时要保证系统稳定可靠、经久耐用，尽可能地降低使用
运行成本。
（4）遵循相关规程、规范。系统设计要以现行的相关水文监测、通信系统组网、软件开发、数据库构建等方面的规程、规范为依据；各种构件优选符合国家标准的型材和通用件，以利于施工的质量控制和系统运行的维护管理。
（5）充分利用现有气象、水文及地质灾害监测预警网，系统建设要与相关行业的规划、建设相协调。目前气象预报站网已基本布设到县级，水情预报站网按流域设置，地质灾害监测站在重点地区也设到县级。应充分利用现有的气象、水文、地质灾害监测预警站网，雨量站网建设要与气象发展规划协调，山洪监测预警要与地质灾害的监测预警相结合。
（6）充分利用已有资料和成果，并与国家防汛指挥系统相衔接。分析确定山洪灾害预警指标、制定监测预警方案等，要充分利用已有资料、成果及积累的经验；山洪灾害监测预警系统是国家防汛抗旱指挥系统的补充，山洪灾害监测预警系统的数据库结构要与国家防汛抗旱指挥系统的数据库结构相统一，技术标准要与国家防汛抗旱指挥系统的标准相衔接。
1.2 总体结构
1.2.1系统组成
山洪灾害监测预警系统主要包括水雨情监测系统和预警系统（系统结构见图1.2-1）。为更好地发挥系统的防灾减灾作用，还需建立群
测群防的组织体系，加强宣传培训。
水雨情监测系统主要包括水雨情监测站网布设、信息采集、信息传输通信组网、设备设施配置等。乡（镇）、村自身预警的监测设施，一般以简易的为主；县级以上可根据经济状况和山洪灾害特点，布置有一定技术含量、实用、先进、自动化程度较高的设施。汇入山洪灾害防治信息汇集及预警平台的水雨情监测信息以县级以上的自动遥测信息为主，群测群防水雨情监测信息以乡（镇）、村简易观测信息为主。根据我国山洪灾害范围广、成因复杂的特点，要加密现有水文
山 洪灾 害监 测预 警 系统
预警子系统 水雨情 监测 系统 水雨情监测信息 汇入平台的水雨情监测信息 群测群防水 雨情监测信息 基于平台的山洪灾 害防御预警系统 信息汇集子系统、查询子系统 预警 系统 群测群防 预警 预报决策子系统 图1.2-1 山洪灾害监测预警系统结构示意图
气象部门的监测站网，以控制水雨情，及时发布预警信息。
山洪灾害预警系统由基于平台的山洪灾害防御预警系统和山洪灾害群测群防预警系统组成。基于平台的山洪灾害防御预警系统中的山洪灾害防治信息汇集及预警平台是该预警系统数据信息处理和服务的核心，主要由信息汇集子系统、信息查询子系统、计算机网络子系统和数据库子系统组成；基于平台的山洪灾害防御预警系统主要由信息汇集子系统、信息查询子系统、预报决策子系统和预警子系统组成，在县级以上防汛指挥部门建立，山洪灾害严重的区域应建立该系统，以获取实时水雨情信息，及时制作、发布山洪灾害预报警报；系统一般要求具有水雨情报汛、气象及水雨情信息查询、预报决策、预警、政务文档制作和发布、综合材料生成、值班管理等功能，并预留泥石流、滑坡灾害防治信息接口。群测群防预警系统包括预警发布及程序、预警方式、警报传输和信息反馈通信网、警报器设置等；预警信息、预警方式、预警信号等应根据各地的具体条件，因地制宜地确定，预警方式、预警信号应简便，且易于被老百姓接受。
群测群防的组织体系主要包括建立县、乡（镇）、村、组、户五级山洪灾害防御责任制体系，明确县、乡（镇）、村、组防御山洪灾害的组织机构、人员设置、职责等。通过建立群测群防责任制组织体系，保障县、乡（镇）、村、组、户防灾信息上传下达畅通，监测、预警、避灾措施落实。
宣传培训包括防灾知识的普及，防灾准备，监测、警报设施的维护和操作，预案的宣传、演练等。
1.2.2系统建设模式
由于山洪预见期短、致灾快，因此为有效防御山洪灾害，需特别加强县级以下行政区的防灾工作。根据我国目前县级以下行政区的经济社会发展状况、技术水平、防灾特点以及各级防汛部门在防灾中的作用，提出以下三种监测预警系统建设基本模式：
模式一：在县级行政区建立基于平台的山洪灾害预警系统，省、市、县、乡（镇）、村等各方面的山洪灾害防治相关信息汇集于平台，县级防汛部门根据系统信息，及时发布预报、警报。同时县、乡（镇）、村、组建立群测群防的组织体系，开展监测、预警工作。其系统结构见图1.2-2。
这种模式适宜于山洪灾害严重，县级防汛部门有能力建立山洪灾害防治信息汇集及预警平台，省、市、县信息实现共享，县级防汛部门能制作山洪灾害预报警报的县级行政区。
模式二：县、乡（镇）、村、组建立群测群防的组织体系，依靠县、乡（镇）、村、组的监测设施，结合省级、市级防汛部门的信息、指令，开展监测预警工作。县、乡（镇）、村根据暴雨、洪水及水库（山塘）等监测信息，发布预报警报。一般按县→乡（镇）→村→组→户的次序进行山洪灾害预警；遇紧急情况（暴雨洪水陡涨、水库山塘溃坝等）村可直接报告县级防汛指挥部和乡（镇）防汛指挥机构，并可直接发布预警。其系统结构见图1.2-3。
县级以下水雨情监测信息 省、市水雨情监测信息 气象、暴雨、洪水 等监测信息 气象、暴雨、洪水 等监测信息 省级防汛部门 市级防汛部门 暴雨 基于县级平台的预警系统 紧急情况下 洪水 乡镇 村 组 户 水库、山塘溃坝 群测群防预警 图1.2-2 山洪灾害监测预警系统示意图（模式一）
省、市水雨情监测信息 气象、暴雨、洪水 等监测信息 气象、暴雨、洪水 等监测信息 省级防汛部门 市级防汛部门 暴雨 县级防汛部门 紧急情况下 县级以下水雨情监测信息 洪水 乡镇 村 组 户 水库、山塘溃坝 群测群防预警 图1.2-3 山洪灾害监测预警系统示意图（模式二）
这种模式适宜于尽管山洪灾害严重，但经济条件差，不具备建立山洪灾害防治信息汇集及预警平台的人、材、物等条件的地区；或者山洪灾害总体不严重的区域。我国部分省级行政区面积大、人口密度较小，市、县经济发展水平较低，山洪灾害防御立足于群测群防，依靠建立县、乡（镇）、村、组防御山洪灾害的组织体系和加强宣传培训，采用简易设施开展山洪灾害的监测预警工作。
模式三：在市级行政区建立基于平台的山洪灾害预警系统，省、市、县收集的山洪灾害防治相关信息汇集于系统，市级防汛部门根据系统信息，及时发布预报、警报；县级防汛部门配置信息接受终端，与市级防汛部门山洪灾害防治信息汇集及预警平台信息实现共享，县级以下部门执行市级防汛部门的指令。同时县、乡（镇）、村、组建立群测群防的组织体系，开展监测、预警工作。其系统结构见图1.2-4。
这种模式适宜于市级行政区内局部地区山洪灾害严重，县级行政区经济条件差，防汛部门力量相对较弱，市级防汛部门更有能力建立信息汇集及预警平台，发布预报、警报的区域。
对不同山洪灾害特点、不同经济社会发展水平的区域要因地制宜地制定山洪灾害监测预警系统建设方案。地处东部季风区、山洪灾害严重的区域，若经济发展水平相对较高，宜采用模式一；省级行政区面积大、人口密度小，市级、县级行政区经济发展水平较低的区域，宜主要采用模式二；对市级行政区局部地区山洪灾害严重，县级行政区经济发展水平较低，防汛部门力量相对较弱的区域，可采用模式三。
省、市水雨情监测信息 县级以下水雨情监测信息
图1.2-4 山洪灾害监测预警系统示意图（模式三）
洪水 乡镇 暴雨 县级防汛部门 紧急情况下 村 组 户 省级防汛部门 基于市级平台的预警系统 气象、暴雨、洪水 等监测信息 气象、暴雨、洪水 等监测信息 水库、山塘溃坝 群测群防预警 各省（自治区、直辖市）可根据山丘区自然条件、经济社会状况、山洪灾害的特点，选用一种基本模式或多种基本模式组合，构建本省（自治区、直辖市）山洪灾害监测预警系统。
各省（自治区、直辖市）要统筹考虑山洪灾害的严重性、防御的迫切性，按照经济社会发展水平和轻重缓急要求，合理制定山洪灾害监测预警系统实施计划。近期着重在山洪灾害重点防治区逐步建立山洪灾害监测预警系统。
2 水雨情监测系统设计
通过建设实用、可靠的水雨情监测系统，扩大山洪灾害易发区水雨情收集的信息量，提高水雨情信息的收集时效，为山洪灾害的预报预警、做好防灾减灾工作提供准确的基本信息。
水雨情监测系统以雨量监测为主，必要时辅以水位监测和流量监测，设计内容主要包含水雨情监测站网布设、信息采集、信息传输通信组网、设备设施配置等。
2.1 设计原则
（1）实用、可靠。山洪灾害防御水雨情监测站的环境条件恶劣，监测人员的技术水平参差不齐，系统选用的监测方法、技术、设备应注重实用、可靠，符合山洪灾害监测预警的实际需求。
（2）突出重点，合理布设监测站网。山洪灾害分布面广，各省（自治区、直辖市）应优先考虑在当地和人民生命财产危害严重的山洪灾害多发区建立监测系统。在现有的气象及水文站网基础上，充分考虑地理条件、受山洪灾害威胁的程度，以及暴雨分布特点，合理布设水雨情监测站网。
（3）简易监测为主，简易监测与人工监测、自动监测相结合。根据山洪灾害发生点多面广的特点，监测以简易监测为主，因地制宜地建设人工监测站和适量的自动监测站。
（4）因地制宜地选择信息传输通信组网方式。信息传输通信组网的设计应根据山洪灾害防御信息传输实际需求，结合各省（自治区、直辖市）山洪灾害防治区地理环境、气候条件、现有通信资源、供电情况、居民居住分布等实际情况，因地制宜地选择和确定通信方式，以保证信息传输的可能性、实时性和可靠性。充分利用现有的通信资源，选择专网与公网相结合，节省系统建设、管理及运行的投资。
2.2 监测方式及报汛工作体制
水雨情监测系统监测项目主要包括降雨量、水位。站类主要包括雨量站、水位站。雨量站监测雨量信息，水位站监测的信息主要包括雨量和水位。根据山洪灾害预警的需要和各地的建站条件，考虑山洪灾害易发区地形复杂、降雨分布不均、群众居住分散、地方经济发展不均衡等实际情况，水雨情监测站可建成简易监测站、人工监测站和自动监测站。其监测方式及报汛工作体制要求如下：
（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。利用本地区适用的传播方式进行信息的传输，达到群测群防的目的。
简易雨量站采用有雨观测、下大雨加强观测的工作体制，有条件时及时上报；简易水位站在有雨时或接到通知时观测，水位接近成灾水位时加强观测，有条件时及时上报。
（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。
（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。
2.3 监测站网布设要求
山洪灾害监测站网规划应坚持以人为本的原则，满足山洪灾害预报、预警的要求。站网布设时，应在对所在区域历史山洪灾害和经济社会调查及河道资料分析的基础上，充分考虑山洪灾害易发区人口居住密度以及学校、工矿企业的分布情况；同时应考虑充分利用水文气象现有站网，避免重复建设，考虑通信、交通等运行管理维护条件。站网布设以雨量站为主、水位站为辅。
（1）雨量站布设
山洪灾害严重的区域原则上按照20～100km2/站的密度布设自动或人工雨量站；在山洪灾害特别严重的乡（镇）、山洪灾害频发及人口密度大的村组、山洪灾害易发区的暴雨中心，按照20～30km2/站的密度布设自动或人工雨量站，视测站重要程度和当地的建站条件、经济条件确定自动站和人工站的数量。西部地广人稀、经济欠发达地区自动和人工雨量站网布设密度可相对放宽。
简易雨量站按照每个自然村（组）1个站进行布设。 雨量站要尽量布设在代表性好、便于看管维护的地方。 （2）水位站布设
面积超过100 km2的山洪灾害严重的流域，且河流沿岸为市、县、乡政府所在地或人口密集区、重要工矿企业的，一般应布设水位观测站，有条件的可布设自动水位站。流域面积50～100 km2的山洪灾害严重的小流域，如果河流沿岸有人口较为集中的居民区或有较重要工矿企业、较重要的基础设施，一般应布设人工水位观测站或简易水位观测站。山洪灾害严重的其它小流域，根据当地实际情况因地制宜布设简易水位观测站。水位站宜设在人口居住区上游，地点应考虑预警时效等因素综合确定。
对于下游居民集中的水库（山塘），如果没有水位观测设施的，增设适量的水位观测设施。水库、山塘水位站设在坝前。
水位观测站集水面积在200km2以上，且山洪灾害特别严重，威胁市级、县级政府所在地的山洪沟，确有必要且经济条件允许时可进行
临时流量测验，建立测站水位流量关系用于推算流量，当条件变化导致水位流量关系发生变化时，应增加流量测验并修订水位流量关系。
对于已有的自动或人工监测站点应纳入本系统站网，其监测信息相应进入县级监测预警平台。
2.4 监测设备设施设计要求
2.4.1 简易监测站
2.4.1.1 雨量观测
简易监测雨量站信息采集设备设施设计技术要求如下： （1）各省（自治区、直辖市）应因地制宜地配置简易雨量观测器。雨量观测器的承雨口径尽可能按照《降水量观测规范》规定的要求进行设计；
（2）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。 2.4.1.2 水位观测
对于无条件设立水尺的观测站，则可采用简易、可靠的方法进行人工监测，设计技术要求如下：
（1）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；
（2）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；
（3）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。
2.4.2 人工监测站
2.4.2.1 雨量观测
人工监测雨量站设计技术要求如下： （1）应配置虹吸式雨量观测设备；
（2）确定设备的安装方式，设计必要的安装设施；
（3）观测员按照报汛的要求，以语音或通话方式进行数据传输。 2.4.2.2 水位观测
人工监测水位站设计技术要求如下：
（1）对于新建的水位站需修建水位观测尺和观测道路； （2）观测员按照报汛的要求，以语音、短信或通话方式进行报汛。
2.4.3 自动监测站
自动监测站应实现雨量、水位信息自动采集。在设计中，各地可根据是否需满足基本资料收集的要求，增加固态存储的功能，其存储容量应满足能连续记录1年的资料。
2.4.3.1 雨量观测
雨量信息采集设计主要包括雨量观测场地和雨量传感器，具体技术要求如下：
（1）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。
（2）雨量传感器
① 承雨口口径：Φ200＋0.6mm；
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。 2.4.3.2 水位观测
水位信息采集设计主要包括水位观测设施和水位传感器，具体技术要求如下：
表2.4-1不同分辨力的雨量传感器量测精度表
项目 分辨力 0.2mm 0.5mm 1.0mm ≤10 ±0.2mm ＞10 ±2％ 自身排水量（mm） ≤12.5 ±0.5mm ＞12.5 ±4％ ≤25.0 ±1mm ＞25.0 ±4％ （1）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。 （2）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。
（3）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。 2.4.3.3 流量测验
流量测验设计要求如下：
（1）已建水文站利用现有的流量测验设施和施测方法进行测验。对于水位流量关系较稳定的站点，以水位流量关系推流。
（2）新建水位站需进行临时流量测验时，根据其地理环境和河流的具体特性，因地制宜地开展流量测验，一般采用常规简易流量测验方式，有条件的地区可采取半自动或全自动的测验方式。对于条件较差的测站可采用浮标进行流量测验，浮标系数的率定可在中低水时进行。
（3）流量数据采用人工置数、自动发送方式进行传输。
2.5 信息传输通信网设计
信息传输通信网设计应从各省（自治区、直辖市）的山洪灾害监测工作实际出发，主要针对系统中的自动监测站和人工监测站的数据传输通信网络进行设计。
2.5.1 常用水雨情数据传输通信方式
水雨情数据传输常用的通信方式有卫星、超短波（UHF/VHF）、GSM短信、GPRS，以及程控电话网（PSTN）等。 2.5.1.1 卫星通信
卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站、转发无线电波实现地球站之间相互通信的一种方式，具有覆盖面大、通信频带宽、组网灵活机动等优点。目前，在国家防汛指挥系统建设中用于测站与中心站间数据传输的卫星信道主要选用海事卫星和北斗卫星。
（1）海事卫星（Inmarsat）通信
海事卫星（Inmarsat）系统是目前世界上唯一为海陆空业务提供全球公众通信和遇险安全通信的定位导航系统。在国家防汛指挥系统数据传输组网中主要应用Inmarsat-C站的短数据通信功能实现点对点的传输方式。其特点为：①具有点波束，使得卫星站设备的体积和功耗大大减小，可减少建设成本。②Inmarsat-C通信频段使用的L波段，基本无雨衰现象，能保证通信的畅通率。③具有双向性，中心站可对各测站进行远地编程、巡测和召测。④运行费用按“短数据报告”的包数予以计取。
（2）北斗卫星通信
北斗卫星系统是我国自主知识产权的军用卫星定位导航系统，覆盖中国大陆所有地区和海区，是真正意义上的无缝隙覆盖。北斗卫星定位导航系统由空间卫星、地面控制中心站和用户终端3部分构成。其特点为：①容量大、数据传输时效快，系统上下链路每秒钟可同时
处理200个不同用户的不同业务或请求；②传输延时小，可在3秒内将用户（测站）的数据发送到用户数据中心；③系统采用码分多址直序扩频通信体制，抗干扰能力强，并在一定程度上保证了数据的保密性；④卫星通信设备集成度高，天线尺寸小，安装简单，可减少投资成本；⑤通信费用按每次发送的帧计费，每帧的报文长度可达到100Bytes；⑥数据传输可靠性高，系统可提供两种通信“确认”方式。在设计时需进行细致的信道测试工作，确定测站和接收中心的最佳通信波束。
卫星通信的适用条件：所建监测站地处高山峡谷，且公网未覆盖和无条件建专用网的区域。 2.5.1.2 超短波通信
超短波是指工作于VHF/UHF频段的信道，超短波通信的传播机理是对流层内的视距传播与绕射传播。视距传播损耗小，受环境的影响也小，接收信号稳定。但是，由于传播距离较短，一般需要建设中继站进行接力。
超短波信道的特点为：①信道稳定，基本不受天气影响；②技术成熟，设备简单且易于配套；③实时性能好；④通信费用低。但在选用时应考虑下列问题：①在用户拥挤的地区（多为经济发达地区），同频干扰日趋严重。②山区及远距离的超短波通信需在野外高处建中继站，雷击是一个突出问题。因此无论从通信的可靠性还是从节约通信网建设投资来考虑，每条超短波电路的专用中继站均不得超过3级。
适用条件：所建监测站地处电信公用通信网不能覆盖，或位于低山和丘陵地区，且所需建中继站级数不超过3级的地区。 2.5.1.3 PSTN通信
程控电话（PSTN）是普及程度最高的信道资源，它具有设备简单、入网方式简单灵活、适用范围广、传输质量较高、通信费用低廉等优点，可进行话音和数据的传输。
PSTN信道用于数据传输具有优点：适用范围广（我国中东部地区的乡镇已基本开通PSTN通信）；传输速率高，没有无线通信中经常遇到的同频干扰问题，传输质量也较高；技术成熟、设备简单，价格低廉。
选用PSTN组网时必须认真对待的问题：①传输时效。由于PSTN采用电路交换方式进行通信，建立通信要花费30秒左右的时间，在系统容量较大、且采用通用调制解调器的条件下，时效慢的问题相当突出，可通过在中心站安装多条同号电话线和配置MODEM池解决。②部分报汛站的电话属农话线路，线路质量不高，防御自然灾害的能力低；当线路较长时，建设、维修费用也高，使它应用受到限制。③当采用通用的调制解调器时，其功耗相当大，使用中必须采取节电措施。一般在不工作时，设计为休眠状态；在需要通信时，通过拨号上电或电话振铃信号上电工作。④PSTN属有线通信信道，防雷避雷问题格外重要，若解决措施不得力，电话会构成引雷设备，极易造成设备因雷击而毁坏。
适用条件：被PSTN网覆盖且电话通讯质量较好的地区。
2.5.1.4短信通信
移动通信是我国近十多年来发展最快的一种通信系统，目前已覆盖我国很多城镇，正逐步向农村扩展延伸，移动通信系统正得到越来越广泛的应用，对于山洪灾害信息和警报的传输有着十分重要的实际应用价值。目前可利用的短信通信有中国移动的GSM短信和中国联通的CDMA短信。
短信数据传输通信适用于GSM网或CDMA网所能覆盖的报汛站和地区。利用短信息平台组网，具有以下优势：①系统响应速度快，传输时效好，信道稳定可靠。有些省份已建系统的运行表明，响应速度仅为几秒钟，传输速率达9600bps，绝大部分报汛站的数据可在1分钟左右到达中心站，畅通率可达98%以上。②系统容量较大，可传输的数据量大。一条短信息所能容纳的数据量最多可达100字节以上。③无需中继，即可用于无线远程传输，加上它属于双向通信，可方便地实施远程控制，所以组网十分灵活。④设备体积小、重量轻、功耗低。由于不需要架设室外天线，安装方便，不仅一次性建设投资少，而且维护管理简单，运行费用低。
适用条件：被中国移动通信网或中国联通通信网所覆盖的地区。 2.5.1.5 GPRS通信
GPRS是GSM系统的无线分组交换技术，不仅提供点对点、而且提供广域的无限IP连接，是一项高速数据处理的技术，方法是以“分组”的形式将数据传送到用户手中。GPRS是作为现行GSM网络向第3代移动通信演变的过渡技术，突出的特点是传输速率高和费用低。
GPRS上行速率较GSM为高，下行速率则可达100Kbps。鉴于利用GPRS的运行速度快、运行成本低，建议尽可能地利用GPRS传输。
GPRS通信具有如下特点：
（1）Internet识别： GPRS是无线分组数据系统，只要用户一打开GPRS终端，就已经附着到GPRS网络上，用户通过GPRS系统的网关GGSN连接到互联网，GGSN还提供相应的动态地址分配、路由、名称解析、安全和计费等互联网功能。
（2）永远在线：不像传统拨号上网那样，断线后需重新拨号。用户随时都与网络保持联系，即使没有数据传送时，用户仍然在网上与网络之间还保持一种连接；
（3）快速登录：连接时间很快，GPRS无线终端一开机，就已经与GPRS网络建立了连接，每次登录互联网，只需要一个激活过程，一般仅需1到3秒；
（4）高速传输：由于GPRS网络采取了先进的分组交换技术，数据传输最高理论值可达171.2kb/s；
（5）按量收费：GPRS网络按照客户接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，客户即使在线，也不收费。
适用条件：已开通GPRS业务的地区。
2.5.2 通信方式选用原则
各省(自治区、直辖市)应根据现有通信状况和可利用的通信资源，因地制宜地选用监测站的信息传输通信方式，通信方式的选用原则为：
（1）对于有公网覆盖的地区，一般应选用公网进行组网； （2）对于公网未能覆盖的丘陵和低山地区，一般宜选用超短波通信方式进行组网；
（3）对于既无公网，又无条件建超短波的地区，则选用卫星通信方式；
（4）对于重要监测站且有条件的地区尽量选用两种不同通信方式予以组网，实现互为备份，自动切换的功能，确保信息传输信道的畅通。
2.5.3 简易、人工监测站通信及设备配置
（1）简易监测站
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）人工监测站
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。
2.5.4 自动监测站通信组网及设备配置
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2.5-1。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。
（2）GPRS通信系统
GPRS通信数据传输网络结构示意见图2.5-2。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。
（3）程控电话（PSTN）通信
在程控电话（PSTN）通信网中，监测站和中心站均需申请一门程控电话，并配置有线MODEM和电话避雷器等主要通信及避雷设备。PSTN通信网设备配置见图2.5-3。
雨量
SCADA 卫星
水位
雨量站
雨量 SCADA 水位站 网管中心 中心站 计算机 网络 图2.5-1 北斗卫星通信系统网络结构示意图
移动内部网 短信服务中心 GSM GPRS 短信专用服务器 GGSN 移动互联网 用户接入路由器 DDN GRE隧道 Internet Si GPRS/GSM 终端 RTU GSM终端 数据接收 计算机 服务器 数据处理计算机 接收中心站 数据采集终端 测站 图2.5-2 GPRS通信组网结构示意图
有线 电话 避雷器 MODEM PSTN 电话 避雷器 有线 MODEM
SCADA SCADA 测站
测控中心
图2.5-3 程控电话（PSTN）通信设备配置示意图
（4）超短波通信
在超短波通信网中，测站、中继站、中心站所必需的主要通信设备为超短波电台及天馈线、同轴避雷器，其典型的设备配置示意见图2.5-4。
图2.5-4 超短波通信设备配置示意图
遥测终端 遥测终端 电台 天馈线 同轴 避雷器 电台 遥测终端 天馈线 同轴 避雷器 天馈线 电台 同轴 避雷器 中继站
测站
测控中心
（5）短信通信
利用短信通信实现数据传输，各地可根据需求采用点对点通信或申请特服号专线连接。
用短信通信方式组成数据传输网，在测站需配置短信通信终端及天线、 SIM卡，中心站则根据选用的组网方式不同配置短信通信终
端及天线、SIM卡或者配置短信专用服务器及专线等，组网结构见图2.5-5。
图2.5-5 GSM通信组网结构示意图
RTU 服务器 数据处理计算机 接收处理接收站 数据采集终端 测站 短信终端 数据接收 短信终端 计算机 短信专用服务专线 Si移动GSM网 GSM 基站 短信服务中心 基站 2.6 测站设备设施配置及投资控制
2.6.1 简易监测雨量站
简易雨量站需配置简易雨量观测器。简易雨量观测器要有刻度，尽量采用透明材料，安装方式可因地制宜选用，可安装在屋顶或院子内。考虑到观测员不是定时观测，为了及时进行降雨观测，建议有条
件的尽量加装观测触发装置。简易雨量监测站设备设施配置及投资控制见表2.6-1。
表2.6-1 简易雨量监测站设备设施配置及投资控制表
序号 设备设施名称 单位 数量 控制价格 备注 (万元) 0.10 1 简易雨量观测器 台 1 注：有条件的地方，若配置通信设施，其价格另计。 2.6.2 人工监测雨量站
人工监测雨量站以人工观测雨量，通过电话语音报汛系统将数据传输至数据接收处理平台；或通过移动电话以话传的方式进行传输。因此，人工监测雨量站主要配置雨量观测设备，并安装一门程控电话。在数据接收处理接收平台的工作站中配置语音卡，即实现人工监测雨量站的自动传输的功能。人工监测雨量站的设备组成结构见图2.6-1，其设备设施配置及投资控制见表2.6-2。
数据接收平台（内置语音卡）PSTN雨量计
图2.6-1 人工监测雨量站的设备组成及传输结构图 表2.6-2 人工监测雨量站设备设施配置及投资控制表
序号 1 2 3 4 5 设备设施名称 雨量计 初装电话 移动电话 短波电台 超短波 单位 台 门 部 台 台 数量 1 1 1 1 1 控制价格 备注 (万元) 0.20 0.20 0.20 根据测站通信条件选用其中一种。 1.60 0.50 2.6.3 自动监测雨量站
2.6.3.1组成及功能
自动监测雨量站以遥测终端为核心，配置翻斗式雨量传感器、通信终端、电源系统以及避雷系统，实现雨情信息的自动采集和自动传输。雨量自动监测站采用太阳能浮充蓄电池方式供电。雨量自动监测站设备组成结构见图2.6-2。
图2.6-2 雨量自动监测站设备组成结构示意图
翻斗式雨量计遥测站终端通信终端充电控制器太阳能电池板蓄电池自动监测雨量站应具有以下功能：
（1）可定时或实时自动采集雨量参数，采样间隔可设定； （2）能按定时或事件自报方式通过主备式信道发送数据，当第一发送信道不通时，自动切换到第二信道发送（亦可采用单信道）；
（3）具有现地或远地编程能力，可设置参数，改变路径，读取数据；
（4）可响应召测，接收来自测控中心的召测指令，根据指令要求将当前值，或将过去的记录值，或将所有存贮的数据通过指定的信道或指定的路径发送；
（5）具有工况报告功能。
2.6.3.2技术要求
自动监测站的遥测终端、供电、防雷要求如下： （1）遥测终端
①具有自动采集水位、雨量的功能；
②具有定时自报和响应召测兼容的工作体制。对超短波组网，采用增量随机自报与定时自报兼容的工作体制，对人工置数信息要有反馈确认的功能；
③具有人工置数接口，实现人工键入信息的发送；
④具有与卫星、超短波、有线电话、GSM、GPRS任意两种信道相连的接口；
⑤环境条件：工作温度-10℃～45℃，工作湿度≤95%（40℃）； ⑥可靠性指标：在正常维护条件下，设备的MTBF≥25000小时。 （2）供电要求
为保证自动监测站设备能在雷电、暴雨、停电的恶劣条件下可靠、稳定、正常的工作，自动监测站终端及通信设备采用太阳能板浮充蓄电池直流供电方式。为防止蓄电池电压过电或欠压现象，应配置相应的充电控制器进行钳位控制。太阳能板的功率、蓄电池的容量以及充电控制器，根据以下因素选配：
①设备功耗，包括守候功耗、工作功耗以及通信设备发送数据的功耗；
②保证在45天连续阴雨天气情况下，能维持蓄电池正常工作；
③在连续45天阴雨天气后，能在10～20天时间内，将蓄电池充足；
④当地的日照指数；
⑤充电控制器的钳位电压阈值应保证电池充足且不因过充而损坏。
（3）防雷要求
传输通信系统的防雷设计主要针对自动监测站及数据接收处理平台的监测设备、通信信号线、传感器、电源等单元予以进行，具体要求如下：
①当传感器信号线、太阳能板的引线过长时应尽可能接地或在接地的金属管中穿过；
②采用超短波、电话通信信道组网的监测站，应安装相应的避雷装置；
③交流供电线应安装洩放电流大、响应速度快的避雷器，避雷器的洩流能力不小于10KA；
④自动监测站接地电阻应<10Ω；数据接收处理平台接地电阻应<5Ω。
2.6.3.3设备配置及投资控制
自动监测雨量站设备设施配置及投资控制见表2.6-3。表中所列的通信设备可根据各站选用的数据传输通信方式进行相应的选配，太阳能板的功率根据测站的供电要求进行确定。
表2.6-3 自动监测雨量站设备设施配置及设备投资控制表
序号 1 2 设备设施名称 传感器 翻斗式雨量计 遥测终端 有线MODEM VHF通信终端及天馈线 通信终端 短信通信终端 GPRS通信终端 卫星通信终端及天馈线 蓄电池 电源系统 太阳能板及充电控制器 电话避雷器 避雷设备 同轴避雷器 信号避雷器 接地系统 单位 数量 台 台 台 台 套 台 台 组 套 个 个 个 套 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 控制价格 (万元) 0.20 1.80 0.10 0.50 0.15 0.15 2.60 0.10 0.25 0.10 0.10 0.10 0.50 备注 每个监测站根据确定的组网通信方式选用其中的一种或两种设备。 3 4 5 6 2.6.4 简易监测水位站
简易监测水位站需设置简易的水尺桩，水尺桩可设计为木桩式或石柱型；对于无条件建水尺桩的观测站，可选择离河边较近的固定建筑物或岩石上标注水位刻度，刻度设置以方便观测为原则，并标注致灾的临界水位值，作为预警的标准。简易监测水位站设备设施配置及投资控制见表2.6-4。
表2.6-4 人工监测水位站设备设施配置及投资控制表
序号 1 2 设备设施名称 简易水位观测设施 对讲机 单位 套 对 数量 1 1 控制价格 备注 (万元) 1.0 0.40 2.6.5 人工监测水位站
人工监测水位站以人工观测水位，通过电话语音报汛系统将数据传输至数据接收处理平台；或通过移动电话以话传的方式进行传输。因此，人工监测水位站主要配置水位观测水尺1组，并安装一门程控电话。在数据接收处理接收平台的工作站中配置语音卡，即可实现人工监测水位站的自动传输的功能。人工监测水位站的设备组成结构见图2.6-5，其设施配置及投资控制见表2.6-3。
数据接收平台（内置语音卡）水位观测水尺PSTN（GSM)图2.6-3人工监测水位站的设备组成及传输结构示意图
表2.6-5 人工监测水位站设备设施配置及投资控制表
序号 1 2 3 4 5 设备设施名称 观测水尺 初装电话 移动电话 短波电台 超短波 单位 组 门 部 台 台 数量 1 1 1 1 1 控制价格 备注 (万元) 1.00 0.20 0.20 根据测站通信条件选用其中一种。 1.60 0.50 2.6.6 自动监测水位站
2.6.6.1组成及功能
水位自动监测站以无人值守、有人看管的管理模式建设。水位自动监测站以数据采集终端为核心，实现水雨情信息的自动采集和远程传输。配置翻斗式雨量传感器、水位传感器、通信终端、太阳能浮充
蓄电池电源系统、避雷设备。为实现人工观测水位及流量数据的自动传输，配置人工置数器。水位自动监测站设备组成结构见图2.6-4。
太阳能电池板
人工置数器水位计遥测站终端蓄电池雨量计通讯终端充电控制器图2.6-4 水位自动监测站设备组成结构示意图
水位自动监测站应具有如下功能：
（1）可定时或实时自动采集雨量、水位参数，采样间隔可设定； （2）能按定时或事件自报方式通过主备式信道发送数据，当第一发送信道不通时，自动切换到第二信道发送；（亦可采用单信道）
（3）具有现地或远地编程能力，可设置参数，改变路径，读取数据；
（4）可响应召测，接收来自测控中心的召测指令，根据指令要求将当前值，或将过去的记录值，或将所有存贮的数据通过指定的信道或指定的路径发送；
（5）具有工况报告功能； （6）具有人工置数功能。
2.6.6.2技术要求
水位自动监测站的遥测终端、供电、防雷要求同自动雨量站。 2.6.6.3设备配置及投资控制
自动监测水位站设备设施配置及投资控制单价见表2.6-6。表中所列的水位传感器根据测站的观测条件选用其中一种，通信设备可根据各站选用的数据传输通信方式进行相应的选配，太阳能板的功率根据测站的供电要求进行确定。
如需进行水位流量关系率定的水位站，应根据测站情况配置率定所需要的设备设施。
表2.6-6 自动监测水位站设备设施配置及投资控制单价表
序号 设备设施名称 翻斗式雨量计 浮子式水位计 压力式水位计 超声式水位计 有线MODEM VHF通信终端及天馈线 GSM通信终端 GPRS通信终端 卫星通信终端及天馈线 蓄电池 太阳能板及充电控制器 电话避雷器 同轴避雷器 信号避雷器 观测仪器房 基本水尺 水位测井 7 观测设施 超声波水位计安装支架 气泡压力式水位计感压气管敷设 单位 台 台 台 台 台 台 台 套 台 台 组 套 个 个 个 套 座 组 座 站 站 控制价格 备注 (万元) 0.20 0.35 根据测站的观测条件选用其中一4.00 种。 2.50 1.80 0.10 0.50 0.10 0.15 2.60 0.10 0.25 0.10 0.10 0.10 0.50 2.00 1.00 8.00～18.00 0.60 0.60 每个监测站根据确定的组网通信方式选用其中的一种或两种设备。 1 2 传感器 遥测终端 3 通信终端 4 电源系统 5 6 避雷设备 接地系统
3 信息汇集与预警平台设计
根据各地山洪灾害防御工作的特点和山洪灾害预警决策的需求，利用通信、计算机网络、数据库应用等技术手段，建设省级或市级或县级防汛指挥部门山洪灾害防治信息汇集与预警平台，为收集山洪灾害防治区水雨情数据信息以及其它部门的相关信息、信息查询、山洪预报决策、预警等服务。
3.1 设计原则
（1）实用性。充分考虑平台的各项应用对计算机网络的需求，在满足信息接收处理、数据库建立与查询服务的基础上，还应满足预报决策、预警等对计算机网络速度和容量的要求。
（2）可靠性。主要从平台的网络拓扑结构和网络设备的可靠性来考虑，应能满足网络系统每天24小时不间断运行的要求。主要设备应考虑冗余。
（3）安全性。一是防止外部非法用户对平台的访问，二是防止内部合法用户的越权访问，主要采用VLAN技术、防火墙技术以及防病毒技术。
（4）兼容性。充分采用当前成熟的网络技术和产品，除满足各类硬件与软件的集成要求外，还应具有与已有的设备或网络的兼容性。
3.2 平台组成与功能要求
山洪灾害防治信息汇集与预警平台是山洪灾害监测预警系统数据信息处理和服务的核心，主要由计算机网络系统和数据库系统组
成。基于平台的山洪灾害预警系统结构见图3.2-1。
信息汇集 数据库系统 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 计算机网络系统 与预警平台
图3.2-1 基于平台的山洪灾害预警系统结构示意图
计算机网络系统主要为系统数据接收、处理、加工与信息查询、预报决策、预警与信息发布、信息交换等服务提供硬软件平台。
数据库系统主要为系统维护管理、信息查询与服务、预报决策与预警提供数据信息。
在设计信息汇集与预警平台时，各地应结合本地现有的网络结构、通信信道、网管系统、网络设备状况，按照各自的山洪灾害监测预警系统对网络和通信的实际要求，充分利用现有资源，合理制定设计方案。
3.3 计算机网络系统设计
3.3.1 网络结构设计
（1）网络体系结构
计算机网络对外互联采用TCP/IP协议，局域网内部应支持TCP/IP、IPX/SPX、NetBEUI等协议。
目前比较流行和成熟的计算机网络系统应用集成的体系结构模
式主要有客户/服务器（CLIENT/SERVER，简称C/S）两层体系结构模式以及浏览器/服务器（BROWSER/SERVER，简称B/S）三层体系结构模式。B/S结构具有良好的扩充性，对客户端没有任何特殊要求，对用户数也没有限制，只需支持网络并具有浏览器功能即可。B/S模式只在服务器端安装应用程序，客户端不须安装程序，直接使用IE或其他浏览器即可使用，修改应用程序只与服务器有关，客户端不作任何改动，操作简单，维护方便。C/S结构具有较强的互动性，特别有利于系统的维护和复杂功能的实现，可以对信息进行各种操作，在高速网络环境下可以满足不同用户的需要。
因此，根据上述各自特点，系统信息的查询与发布等应用系统建议采用B/S三层体系结构，信息汇集子系统则可采用C/S体系结构。
（2）网络拓扑结构
山洪灾害信息汇集与预警平台计算机网络结构采用以太网交换技术。千兆位以太网或快速以太网交换技术成熟，组网性价比高，是当前的主流网络交换技术，本平台的计算机网络系统可采用千兆位以太网或快速交换式以太网技术，拓扑结构采用星形结构。
对外数据信息共享与交换可通过路由器与光纤或专线连接的方式实现。在设计时提出各条线路的带宽要求。
3.3.2 网络安全性设计
计算机网络系统是一个以TCP/IP为核心的开放式网络体系结构。而开放型网络自身的特点决定了它每时每刻可能遭受来自不同方面的入侵和攻击，这些攻击将会给应用系统带来不可估量的损失。因此，网络信息系统的安全性已成为在网络建设中一个重要问题，需建立一个多层次的安全防御框架，以确保系统网络的安全。
网络安全性主要考虑局域网内部的安全、服务器和数据的安全。
除了利用网络系统管理工具外，还可采用以下方法和技术中的一种或多种组合：
（1）防火墙技术。利用隔离控制技术，在内部网络和外部网络之间设置屏障，阻止对内部信息资源的非法访问。
（2）入侵检测技术。采用实时的入侵检测技术进行记录证据，并采取相应的防护手段，如跟踪和恢复、断开网络连接等。
（3）内部网的安全。采用认证、授权、用户注册和VLAN技术。 （4）服务器的安全。利用操作系统本身所带有的安全机制，制定完善的安全策略。对重要的服务器启动审计功能。
（5）数据的安全。对外进行信息交换时，采用信息加密和信息确认的手段来确保信息的安全。同时还需考虑数据备份的措施。
（6）配备防病毒软件。要求能杀当前出现的所有病毒，且更新速度要快。
3.4 数据库系统设计
信息汇集与预警平台数据库系统是在选择一个合适的数据库管理平台的基础上建立包括实时水雨情数据库、预报预警成果以及气象数据库、工情数据库、管理数据库和超文本数据库等，以实现数据信息与服务共享的要求。
3.4.1 数据库操作系统设计要求
建立在省或市、县等不同行政区的山洪灾害信息汇集与预警平台对数据库系统的要求不尽相同，因此，可按照各地的具体情况选择合适的数据库操作系统。
数据库操作系统的选型应与当地所建的国家防汛抗旱指挥系统水情分中心的数据库选型相一致。对数据库操作系统的其它要求可根
据各省、市、县的实际需求并结合以下几个方面予以考虑：
（1）依照实用的原则和处理的数据量大小以及对分布式应用的支持要求，来选择适当的数据库系统。
（2）为实现数据库数据的实时共享，数据库系统应具有并发控制功能。
（3）在选择专业数据库时必须考虑数据库设计的难易程度。是否便于系统的维护、开发、移植；是否有面向用户的易用的开发工具，先进的数据库开发工具将大大减少系统开发和运行维护的工作量。
（4）数据库系统对数据库管理和维护的支持程度，也是选择数据库系统的一个重要的参考指标。主要是指数据库系统的用户管理、权限管理、数据库备份、数据传递等功能，这些功能将对系统运行的稳定性和安全性有很大的影响。
（5）选择数据库系统是否有比较配套的开发工具支持。 （6）数据库系统的升级能力。
3.4.2 数据库结构设计要求
信息汇集与预警平台的数据库建设主要包括对大量的、准确的、实时的各类数据信息进行加工、处理后，按不同的数据库表结构和标识符分类存储。数据库在结构设计时要求在逻辑上划分合理，减少数据的冗余，易于管理与维护，便于信息查询与数据共享。
（1）数据库设计内容
信息汇集与预警平台数据库从内容上可划分为属性数据库和图层空间数据库。
属性数据库主要包括：水雨情信息数据库、气象信息数据库、工情信息数据库、经济社会信息库、灾情数据库、单位机构信息数据库、图形图像数据库和超文本数据库等。
空间数据库主要包括各省、市或县区域图、行政区划图、流域水系图、水库山塘分布图、报汛站点分布图、防洪工程布置图、交通设施图、安全区和危险区分布图等。
（2）数据库表结构
数据库表结构应按照《国家防汛指挥系统工程》对实时雨水情数据库表结构、防洪工程数据库表结构等进行设计；其它各类数据库应结合各地的灾害特点、实际需要和资料情况，进行合理设计。
3. 5 平台设备配置与投资控制
按照上述设计要求，以县级信息汇集与预警平台建设规模为例，主要设备配置清单见表3.5-1。
表3.5-1 县级信息汇集与预警平台主要设备配置清单表
序号 一 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二 1 2 设备设施名称 计算机网络系统 服务器 交换机 路由器 防火墙 各类微机工作站 便携式笔记本电脑 网络激光打印机 UPS电源 网络布线 机房环境改造 系统软件 网络操作系统软件 数据库系统软件 单位 套 套 台 台 台 台 台 台 项 项 套 套 数量 2 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 备注 * * * A3、黑白 * * 3 4 网络防病毒软件 属性和空间数据库建设 投资控制总价 套 套 1 1 * 按15万元控制 35万元＋15万元 在市级建立的信息汇集与预警平台对上述标有*号的设备在性能指标及配置上可适当进行提高，也可适当增加设备的数量。
市级信息汇集与预警平台投资原则上控制在50万元以内。市级属性和空间数据库建设投资，根据情况在县级的基础上适当增加。
4 信息汇集、信息查询子系统设计
信息汇集子系统与信息查询子系统主要包括监测站的实时数据接收处理和其它相关部门的共享与交换信息的处理以及各类信息的查询服务。
信息汇集子系统主要完成平台所辖各监测站的水雨情信息的实时接收、处理和入库。对其它相关部门的共享与交换信息经处理后按规定的数据库表结构存入数据库中。
信息查询子系统主要为防汛决策部门、系统维护管理等部门提供基于WEB方式的各类数据信息的查询服务。
4.1 设计原则
（1）规范性。采用统一的规范和标准，包括数据类型与存储格式、输入输出格式，用户界面设计等，均参照有关国际、国家和行业的标准与规范。
（2）先进性。针对具体需要，综合利用网络技术、WebGis技术及其它软件技术、开发工具及技巧实现系统的各种需求。
（3）可靠性。采用各种软件质量控制技术，建立软件质量评估体系、保证了系统运行稳定、各类数据的准确无误。
（4）实用性。整体结构清晰、界面简明直观，操作符合用户的一般使用习惯。
（5）集成性。具有良好的集成性，数据与地图的调用和各种功能的实现平滑过渡。
（6）开放性。为了对软件进行修改、补充和不断的完善，采用开放式的结构设计，便于维护和升级。
4.2 信息汇集子系统设计
信息汇集子系统主要由数据接收处理单元（硬件设备）和实时数据接收处理软件构成。
数据接收处理单元主要由数据接收通信设备、数据接收处理计算机、电源以及设备安装设施和避雷系统组成。
各自动监测站点的水雨情信息通过数据传输信道传输到平台后，进入数据接收处理计算机，通过数据接收软件实时完成监测站水雨情数据的实时接收处理，并存入数据库中。人工观测的水雨情信息通过语音电话报汛方式自动存入数据库中，或通过其它的人工报汛方式收集后采用人工录入的方式存入数据库中。
对于简易监测站的信息可采用事后整理的形式存入数据库。 对于上级部门转发的相关信息经处理后，按照统一的数据格式存入数据库中。
预留气象、国土等部门信息接口，通过信息汇集与预警平台与气象、国土等部门进行信息交换，经处理后存入数据库。
4.2.1 主要硬件配置要求
（1）自动监测方式的接收设备配置要求 ① 接收通信设备选择应与监测站保持一致。
② 为了防止数据碰撞或阻塞造成数据丢失或时延，通信接收端口配置数量应满足10分钟内能收齐系统所有监测站的信息要求。
采用GSM通信方式时，可根据实际情况选择点对点通信方式或与短信中心进行专线连接（特服号）方式。
采用GPRS/CDMA网络通信时，可根据实际情况在信息汇集与预警平台申请专线带固定IP方式或其它带有固定IP的业务方式。
（2）人工监测方式的接收设备配置要求
对于有人工观测监测站的系统，在平台配置语音电话报汛接收系统（包括硬件和软件）。各报汛站可直接利用电话按键作为输入端，将水雨情信息送到平台，经平台计算机系统自动接收处理后进入数据库。
4.2.2 软件设计要求
根据平台接收的数据信息特点，数据接收处理软件总体结构设计应满足如下要求：
（1）能实时接收自动监测站的水雨情数据和工况信息； （2）具有对自动监测站进行远程控制功能；
（3）能实时处理接收的数据信息，并分类存入数据库中； （4）具有数据查询与维护功能； （5）具有人工数据的录入功能；
（6）软件运行环境支持中文Win2000/中文WinXP等操作系统。
4.3 信息查询子系统设计
为了实现对山洪灾害监测信息的访问、查询和比较，需要开发与之配套的查询系统。针对山洪灾害防御的实际需求和信息的查询方便，结合现代信息处理技术、网络技术和GIS技术，在水雨情信息、气象信息、工情信息、灾情信息、山洪灾害防治预案、规章制度等多种信息一体化集成基础上，提供对数据库水雨情、气象基础数据、工情、灾情的查询、检索及分析对比功能。
4.3.1 系统开发要求
（1）以数据库为接口，进行数据查询软件的设计和开发，查询
结果应采用表格、图形等方式进行展示。
（2）信息查询软件具有通用性，信息的范围、内容能够实现自定义。
（3）具有强大的信息输出和表现功能。除具备基础信息、水情信息、雨情信息、统计信息和分析信息数据表现外，还具备图形化查询功能，如：过程线、柱状图等多种方式展示，展示方式可由用户选择。
（4）对整编信息能分时段查询，如：可以进行年、月、旬、日等时段的查询和统计值的查询。
（5）丰富的系统页面可以对数据进行分析、比较，具有生成各项统计报表的功能和打印功能。
（6）软件可采用B/S和C/S两种结构相结合的模式开发，为了获得较好的系统运行效率，有条件的建议采用B/S方式来组织软件体系，同时充分利用C/S结构的优点，系统的部分辅助性的功能使用C/S结构实现。没有条件的可采用C/S体系结构。
4.3.2 设计内容和功能要求
考虑操作直观、方便的要求，系统应对所有水雨情、气象、工情、灾情信息数据模块建立公共的查询接口，界面简洁一致，表现方式灵活。主要设计内容和功能要求如下。
（1）系统主界面
用户可通过IE浏览器访问系统，在IE浏览器地址栏输入网站地址，进入系统的登录界面，输入用户名和密码，系统通过验证确定该用户是否合法，如果是授权用户，系统进入主页面，如果是没有授权用户，系统将拒绝其访问本系统。当授权用户登录后，就可以进入主菜单，获取相应功能的模块菜单。
（2）基础信息查询 ① 雨量站基本信息
查询雨量站的基本信息，如：雨量站类别（自动、人工、简易等）、水系、河名、站号，站名，站址位置、设立日期、所属部门等。
② 水文（位）站基本信息
查询水文（位）站的基本信息，如：测站类别（自动、人工、简易等）、站号，站名，站址，经度，纬度，高程、设立日期等。
③ 工情基本信息
查询堤防工程、水库、山塘等的基本信息，如：建设地点、所在河流、集水面积、多年平均降雨量（径流量）、设计洪水位（流量）、库容、坝顶高程等。
④ 灾害点基本信息
查询灾害点的基本信息，如：地理、地质、气候特点、人口密度、基础设施、灾害频繁程度等。
（3）水雨情信息查询
通过对系统数据库的访问，可以实现各小流域、中小型水库水位、流量实时监测信息、历史资料信息查询，为预报决策提供历史资料对比分析。可以实现单站、多站实时或者历史水雨情图形化查询。具体包括：水文（水位）站雨量、水位（流量）实时和历史资料查询（包括日平均水位/流量、月水位/流量等），以及降雨量统计表、降雨量图等形式对雨量资料进行日、时段等综合查询。
（4）气象信息查询
将查询数据库得到的气象信息显示给用户，主要包括：中央气象台、省气象台和临近省气象台、本地市（县）气象台发布的当日天气预报（文字、图、表），卫星云图信息（图片）、多普勒雷达测雨信息、
台风警报信息等。
（5）工情信息查询
工情信息主要包括：堤防、水库的各种特征值、工程图、工程指标、工程运行状况等数据；水库运行状况的实时信息，如闸门开度、大坝安全状况，溢洪道、泄洪洞、输水洞流量，水库、山塘水位状况（流量）、水库调度方案等。堤防主要信息有各断面水位、堤防安全状况、出险情况及类型。可以实现单站、多站实时和历史工情信息和运行参数的查询。
（6）经济社会状况及灾情信息查询
山洪灾害监测区域经济社会指标：村镇分布、人口分布、固定资产、重要设施、GDP等。
直接总经济损失：受灾范围，受灾人口，受淹城市，倒塌房屋，死亡人口等。
工业、交通运输业直接经济损失：停产工矿企业（个），铁路、公路中断（条次）、毁坏路基（面）（千米），毁坏输电线路，毁坏通讯线路（千米）等。
水利设施直接经济损失：毁坏水库，水库跨坝，毁坏堤防、护岸、水闸，冲毁塘坝，毁坏灌溉设施，毁坏机电井、水电站、机电泵站，毁坏雨量站、水文测站。
农林牧渔业直接经济损失：农作物受灾面积，农作物成灾面积，农作物绝收面积，减少粮食，死亡大牲畜，水产养殖损失等。
（7）数据的输出保存打印
查询系统具有信息输出和表现功能，除具备基础信息、水雨情信息、工情、灾情统计分析信息的数据输出外，还具备表、文字、图形的输出和保存以及打印功能。
4.4 子系统建设投资控制
按照上述设计要求，以县级信息汇集与查询系统建设为例，投资控制为20万元。主要设备配置清单见表4.4-1。
表4.4-1 县级信息汇集与查询子系统设备配置清单表
序号 一 1 2 3 4 二 1 设备设施名称 数据接收处理子系统 通信设备 数据接收处理计算机 避雷系统 数据接收处理软件 信息查询子系统 信息查询软件 投资控制 单位 套 台 项 套 套 数量 1 2 1 1 1 20万元 备注 市级信息汇集、查询子系统设备投资原则上控制在25万元以内。
5 预报决策子系统设计
山洪灾害预报决策子系统是基于平台的山洪灾害预警系统的重要组成部分，为各省级、市级或县级山洪灾害防御指挥部门进行山洪灾害预警提供依据。预报决策子系统包括水雨情分析预报、预警信息生成、子系统维护及管理等3个模块。
5.1 设计原则
为了确保系统的实用性和具有较长的使用周期，更好地实现预报决策功能，系统建设应采用国内外成熟、实用的硬件和软件技术，建成一个实用、高效、可靠、易于操作的山洪灾害预报决策子系统
预报决策子系统建设遵循以下原则：
（1）可靠性。系统应采用国内外成熟的硬件和软件技术，运用软件质量控制和安全评测体系技术，以保证软件系统运行稳定，各类数据准确无误。
（2）实用性。系统整体结构清晰，系统界面简明直观，操作简便，功能实用。
（3）开放性和可扩展性。考虑到便于对系统进行修改、补充和完善，系统采用开放式的结构设计，使系统在具有可扩展性的软件环境下，能在运行过程中不断地添加新的操作功能和加入新的信息。并在地理信息系统软件的支持下，根据需求设计各种模块，提供友好的用户界面。
5.2 系统组成
山洪灾害预报决策子系统具有水雨情分析预报、预警信息生成、系统维护和管理以及信息输出等功能。将现代信息技术和传统技术融入山洪预报预警工作中，增强山洪灾害预测预警能力，提高防灾、减灾决策的科学性。
预报决策子系统建设内容具体为： （1）水雨情分析预报模块
结合实时水雨情、气象预报信息，根据水雨情分析预报模型，对小流域、中小水库水位、流量进行预测，并输出预测结果（文字、表格或图形）。
（2）预警信息生成模块
根据预报成果及预警指标实时编制预警信息，并及时将预警信息发送至预警平台。
（3）系统维护和管理模块
该模块可以对整个系统的内容进行添加和删除，具有控制系统权限的功能。本模块为系统维护管理提供工具。
5.3 水雨情分析预测模块
5.3.1 预报方案编制
对于有水文资料的流域，可以利用已有水文资料采用常规的方法编制预报方案。但对于大部分小流域而言，水文站点稀少，水文资料缺乏，因此可以采用以下几种预报方法：
（1）降雨径流预报方法
产流根据各地实际情况可采用折减系数（径流系数）、降雨径流关系、初损后损等方法计算。
汇流根据山洪沟的实际情况，可采用单位线（经验单位线、瞬时单位线、综合单位线）、汇流系数（曲线）等方法计算。
有条件时可利用DEM和GIS提取的山洪灾害防治区小流域的特征，建立分布式洪水预报模型。
（2）上下游水位（流量）相关法
对于上、下游有水位（文）站的河流，则可运用历史水位、流量资料，建立上游水位、流量和下游水位、流量相关关系。对于上游有水位（文）站，下游（或灾害点上游）没有水位（文）站的河流，但下游可以调查到较大洪水的洪峰水位，则可利用上游的实测水文资料和下游的调查资料，建立上下游水位相关关系，编制水位相关预报方案。
（3）雨量水位（流量）相关法
对于流域面积小、汇流时间短的山洪沟，根据实测或调查的降雨量和灾害点上游实测或调查的水位（流量）资料建立流域降雨与灾害点上游的水位（流量）相关关系，编制预报方案。
（4）比拟法
对于无水文资料的山洪沟，可借用临近水文气象和地理条件相似流域的预报方案，必要时对相关参数进行适当调整。在收集到水文气象资料以后，修订相关参数或重新编制预报方案。
以上编制的预报方案，在有实测资料或有新的调查资料后应及时进行修编和重新编制。
5.3.2 预报软件开发
山丘区小流域洪水预报方案是预报决策子系统的核心。具体预报方案由各地根据实际情况选用。预报决策子系统中水雨情分析预报方案、模型需要软件化。各地需开发建立常用预报模型库，并制定模型统一数据接口标准。
预报软件应具有以下功能：
（1）建立预报模型库，模型参数能够人工率定或自动率定、优化。
（2）预报系统要基于山洪灾害防治信息汇集及预警平台统一设计的数据库结构。
（3）系统要求做到界面清晰，接口标准，操作简单。 （4）系统具有自动预报和人工交互预报两种功能。 （5）系统具有预报成果的可视化和输出功能。
5.4 预警信息生成模块
5.4.1 预警指标
预警指标是指触发山洪灾害的雨、水情临界值。山洪灾害预警条件、预警时间以是否接近、达到、超过临界雨量和成灾水位（流量）为主要的依据。预警指标的确定，需要分析利用现有历史灾害、雨量、水位（流量）资料，通过分析计算得到，缺乏资料的山洪灾害地区可
以采用内插法、比拟法、山洪灾害实例调查法、灾害与降雨频率分析法等方法确定本地区的临界雨量、成灾水位（流量）。
（1）临界雨量分析计算
一般情况下，南方湿润地区年降雨量大的地区，临界雨量较大，北方干旱地区年降雨量小的地区，临界雨量较小。但各灾害点因地质、地形、气候等条件不同临界雨量差异较大，各地区应根据当地降雨特点，利用现有资料分析计算确定各灾害点的临界雨量。随着资料的积累及灾害的发生，临界雨量应不断进行校核与修订。
灾害点的临界雨量分析计算方法可参考2003年12月由全国山洪灾害防治规划领导小组办公室向各省（自治区、直辖市）颁发的《山洪灾害临界雨量分析计算细则》。
（2）成灾水位（流量）分析计算
对于已布设水位站或水文站的灾害点，只需要将历史上发生的所有山洪灾害对应的水位（流量）进行统计，其最小值就是成灾水位（流量）初值，根据灾害点的地形资料确定成灾水位（流量）。对于过去未设但拟布设水位或水文站，站址对应灾害点的成灾水位（流量）可由灾害点的成灾水位（流量）换算得到。换算方法一般可采用水面比降法、河道比降法等。设站以后，根据水文观测资料对成灾水位（流量）进行校核与修订。
5.4.2 预警信息编制
根据实时水雨情、水文气象预报信息及预警指标，决定是否编制预警信息。山洪灾害预警等级一般分为三级。具体内容如下：
（1）Ⅲ级警报
当预报有强降雨发生，降雨可能接近或达到临界雨量，或者预报水位（流量）可能接近或达到成灾水位（流量），将可能发生山洪灾害时，编制Ⅲ级预警信息。
（2）Ⅱ级警报
当已有强降雨发生，预报降雨可能达到临界雨量，降雨还将持续，或者预报水位（流量）可能达到成灾水位（流量），山洪灾害即将发生时，编制Ⅱ级预警信息。
（3）Ⅰ级警报
当已有强降雨发生，实测降雨接近或达到临界雨量，且前期降雨量接近山洪形成区土壤饱和含水量，预报降雨将持续，实测水位（流量）接近或达到成灾水位（流量），水位（流量）仍在上涨，将发生严重山洪灾害时，编制Ⅰ级预警信息。
5.5 系统维护和管理模块
针对现有的水雨情数据、预报方案、灾情数据、预警指标等进行系统维护和管理，对数据进行编辑、录入及各类参数设定等。
（1）水雨情数据维护
山洪灾害防治区实时雨量监测信息，各中小流域、中小型水库水位、流量实时监测信息，是系统的数据支撑和运行基础，建立水雨情数据的维护模块以对这些信息进行简单的录入、数据的编辑及对数据的检查和分析，能有效的保证数据的正确性和合理性。
（2）预报方案管理
为不同的地区指定相应的预报方案并存入方案库，同时为各预报方案设定初始的模型计算参数，建立预报方案管理维护模块和模型参数维护模块，方便不同地区之间的预报方案管理。
（3）预警指标设置
设置预警指标，对触发山洪灾害的雨、水情临界值进行维护和管理，制定各地区的临界雨量表、成灾水位（流量）表。建立预警指标数据库，随着资料的补充和系列的延长，对预警指标进行补充、更新等。
（4）权限管理
系统对用户名和密码等资料可进行添加、删除和维护，并对不同用户实行分级管理。具有系统管理员身份才能对系统进行维护管理。
预报决策子系统用户分三级进行管理：系统管理员、预报分析用户和信息查询用户。山洪灾害监测预警系统平台所在地（省、市、县）设置系统管理员权限和预报分析用户；其他用户为信息查询用户。
为保证系统运行安全，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。
5.6 子系统软件开发投资控制
县级预报决策子系统软件开发投资控制在20万元以内， 市级预报决策子系统软件开发投资控制在30万元以内。如果市级部门统一开发软件，县级投资应适当减少。
6 预警子系统设计
预警子系统建设是在监测信息采集及预报分析决策的基础上，根据预警信息危急程度及山洪可能危害范围的不同，通过适宜的预警程序和方式，将预警信息及时、准确地传送到山洪可能危及区域，使接收预警区域人员根据山洪灾害防御预案，及时采取预防措施，最大限度地减少人员伤亡。
6.1 设计原则
根据各地现阶段山洪灾害点多面广，且危害程度不尽相同的特点，预警子系统的设计应遵循下列原则：
（1）可靠性。预警子系统的建立过程中，要充分考虑到各地区域差异的影响，宜尽量采用简单、易于掌握的预警方式或传输设备，将预警信息准确地传送到可能受灾区域，使可能受灾区域的居民能及时采取相应措施，避免或减少人员伤亡。
（2）经济适用、因地制宜。根据经济发展水平及技术条件的不同，综合考虑各地自然地理、现有通信资源、供电情况、居民居住地分布等情况，在保证预警信息能够及时传输的前提下，因地制宜地建立预警子系统，以保证预警信息能够以经济、适用、合理的方式发送。
（3）充分利用现有资源，避免重复建设。在预警子系统的建立过程中，应充分利用现有的信息传输网络和预警设备。
（4）预警信息系统建设与群测群防相结合。受经济技术水平条
件的限制，山洪灾害预警须群测群防预警与建立技术手段先进的预警系统相结合，群测群防是现阶段山洪灾害监测预警系统的主体。
6.2 预警子系统的组成
预警子系统主要包括预警信息的获取和预警信息的发布。根据预警信息的获取渠道不同，预警信息的获取分为从各级建立的基于平台的山洪灾害防御预警系统获取信息和群测群防获取信息两种途径。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。预警子系统的组成见图6.2-1。
水雨情监测信息 平台 预报决策 短信预警发布平台 电话、传真预警发布平台 基于平台的信息汇集与预警系统 预警信息群测群防监测点 省级防 汛指挥 部 地市级防 汛 指挥 部 县级防汛指挥部通讯 乡（镇）政府 村 组 户 水库、山塘监测点
图6.2-1 预警子系统组成图
6.3 预警流程
（1）基于平台的山洪灾害防御预警流程
在建立了基于平台的山洪灾害防御预警系统的地区，预警信息由该系统的预报决策子系统制作。根据平台设立的防汛指挥部门的级别不同，分为平台设立在县级、市级防汛部门两种情况。县级防汛指挥部门获取发布的预警信息，各乡（镇）政府接收县级防汛部门发布或下发的预警信息，传输给村、组、户。紧急情况下县级防汛部门可直接对村、组发布的预警信息。基于平台的预警流程见图6.3-1。
图6.3-1 基于平台的预警流程示意图
（2）群测群防预警流程
群测群防预警信息的获取来自县、乡（镇）、村或监测点。由监测人员根据山洪灾害防御培训宣传掌握的经验、技术和监测设施观测
乡（镇）政府 指挥所 村 组 户 县级防汛指挥部门 省级防汛指挥部门 预警信息平台发布的市级防汛部门 紧急情况下 信息，发布预警信息。县级防汛指挥部门接收群测群防监测点、乡（镇）、村的预警信息，逐级发布。各乡（镇）政府除接收县防汛部门发布或下发的预警信息，还接受群测群防监测点、村和水库、山塘监测点的预警信息。村、组接受上级部门和群测群防监测点、水库、山塘监测点的预警信息。
县级防汛指挥部 群测群防监测点 预警信息紧急情况下 雨、水情异常 监测员 水库、山塘溃坝 6.4 预警信息的发布
（1）预警发布权限
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）。
乡（镇） 政府 村 组 户 图6.3-2 群测群防的预警流程图 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。
（2）预警发布内容
预警发布内容包括：暴雨洪水预报信息，暴雨洪水监测信息，水库及山塘水位监测信息，降雨、洪水位是否达到临界值，流量监测信息预警信息等级等。
（3）预警信息发布对象
预警信息发布对象为可能受山洪威胁的城镇、乡村、居民点、学校、工矿企业等。根据预警等级确定不同的发布对象。
（4）预警发布方式
预警发布方式分为通信网络畅通下的预警发布方式和无通信网络（或通信网络中断）下的预警发布方式两种情况。建立短信预警发布平台和电话传真预警发布平台，在规定的条件下自动发送山洪灾害预警信息。
通信网络畅通时，预警信息发布单位或责任人利用internet公网、语音电话、手机通话、手机短信、传真、有线电视、广播等及时向下发布预警信息，各级根据接收的预警信息，按照预案采取相应的措施。
在无通信网络（或通信网络中断）时，根据当地预警设备配置情况和山洪灾害危险情况，按照预案中事先确定的报警信号，利用发送信号弹、鸣锣、启动报警器和无线广播、高音喇叭喊话等方式，向灾害可能威胁区域发送警报。
短信预警发布平台提供短信群发功能，能向列表中的各级主管领
导、责任人自动发送山洪灾害预警短信。
电话传真预警发布平台能自动向列表中的各个单位传送山洪灾害预警信息或调度指示文件等，克服人工拨号打电话、发传真，费时易出差错的问题。
（5）预警信息发布软件开发
预警信息发布软件主要完成预警信息的处理和发布。为了获得较好的系统运行效率和方便使用，有条件的地区建议采用B/S体系结构、并充分利用C/S结构的优点进行开发，没有条件的地区可采用C/S体系结构开发。
预警信息发布软件开发要求如下：
① 能提供电话、短信、广播通知自动发布功能，可实现预警信息自动传真群发布、短信发送和广播通知等。
② 软件开发应基于省、市、县山洪灾害数据汇集及预警平台，利用山洪灾害预警平台统一设计的数据库结构。
③ 系统要求做到界面清晰，接口标准，操作简单。
6.5 预警信息传输通信网
山洪灾害预警通信主要负责向受山洪灾害威胁的城镇、乡村、居民点等及时、准确地发布气象水文情报、山洪警报和撤离指令等，同时及时收集反馈信息。由上逐级下传的预警信息最终要通知到受威胁的居民点和单位。作为山洪警报传输及信息反馈的渠道和通路，通信网必须有效、实用，且应能满足突发通信的需求。
6.5.1预警信息通信方式选用原则
根据山洪灾害的特点，可用于预警信息传输的通信方式有电视、广播、Internet网络、电话、传真、移动通信、短信、报警器、锣鼓号等，各地可根据当地经济状况、现有通信资源条件以及各种通信方式的适用性，并考虑山洪灾害预警信息传输的时效性和紧急程度，选用适宜的通信方式组建山洪灾害预警信息传输通信网。
为保障预警信息能及时发布到乡（镇）、村、组、户，有条件的县与乡（镇）应尽可能建立双信道的通信网络，以保证一种信道通信中断时预警信息能够顺利传递。
（1）固定时间发布的预警信息，接收的对象主要是公众，应充分考虑通信覆盖面，综合选择多种方式同时发布，可选择电视、广播、短信、自动传真等与群众生活联系紧密的通信平台。
（2）不定时的山洪灾害警报信息，时效性要求比较强，通过电话、移动电话等直通方式进行通信。对于特别紧急的情况，警报传输通信必须各种方式并用。当公共通信（固定电话、移动电话）均遭山洪破坏而失效时，有条件的地区可采用卫星通信方式进行应急通信。
（3）对于公共通信条件较好、且运行维护费用有保障的地区可综合运用固定电话、移动通信通话和短信、传真、internet网络、有线电视和广播警报系统的多种方式。
（4）山高、地形复杂、人口密度低、缺乏电力供应的山丘区，电话、传真、internet网络等发布方式都难以实现，或者山洪灾害造成这些信息发布方式都中断时，可采用短波通信或超短波通信进行预
警信息传输。
（5）对于没有公共通信条件，人口居住比较分散的偏僻山村，可以通过广播、喇叭、锣鼓、报警器、烟火、人力等根据已设定的预警信号发布预警信息。
6.5.2 预警通信方案及设备配置
预警信息的传输路径一般为：县级山洪灾害防御指挥部→乡（镇）→行政村→组→户。如遇紧急情况（强降雨、洪水陡涨、水库山塘溃坝等），村可直接报告县级山洪灾害防御指挥部和乡（镇）山洪灾害防御指挥机构，并可直接向受威胁的居民和单位发布预警。
在进行建设预警通信网时，应充分考虑县、乡（镇）、村、组各级的现有可利用通信资源和建站条件，做到因地制宜、切合实际、节约投资。
（1）县与乡（镇）预警通信
县级山洪灾害防御指挥部需将预警信息传送到乡（镇）、村，采用的手段及需要的通信方式主要包括：
通过广播、电视发布预警信息。县级山洪灾害防御指挥部与县级广播、电视台需采用专线或虚拟专用网（VPN方式）进行网络互联，实现山洪警报信息的快速传输，信息发布利用广播电视台的现有设施。可选用ADSL专线或GPRS通信。
县级数据汇集及预警平台以短信和传真的形式自动向受山洪灾害威胁的乡（镇）、村发送预警信息。县级山洪灾害防御指挥部需与移动通信部门建立可靠通信。可选用ADSL专线或GPRS通信。
通过程控电话（PSTN）和移动电话传送预警信息。县级通信条件较好，可利用现有的通信线路；对不能进行正常通信的乡镇，更新改造乡镇的电话线路，提高电话通信的可靠性。
有条件的乡（镇）可与县级山洪灾害防御指挥部采用ADSL专线建立网络互联。
对于县与乡（镇）之间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实现预警通信。采用短波通信，县、乡（镇）均需配置短波电台、天馈线及电源。采用超短波通信，县、乡（镇）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。
常规通信遭山洪破坏而失效时的应急通信。有条件的县、乡（镇）可配置应急通信设备，当常规通信设施遭山洪破坏失效时进行预警信息传输和救灾信息反馈。应急通信设备可选用海事卫星mini-M站或卫星电话。在县级指挥部配置2台海事卫星mini-M站或卫星电话，每个乡镇配置1台海事卫星mini-M站或卫星电话。
（2）乡（镇）与村之间预警通信
乡（镇）与村之间预警信息传输，采用的手段及需要的通信方式主要包括：
通过程控电话（PSTN）和移动电话传送预警信息。对不能进行正常通信的乡（镇）和村，应更新改造电话线路，提高电话通信的可靠性。
对于乡（镇）与村之间没有公共通信可利用的地区，可采用短波
通信或超短波通信进行预警信息传输。乡（镇）与村需配置短波电台或组建超短波通信系统。
所有通信遭山洪破坏而失效无法与外界联络时，乡（镇）、村可利用现有的交通工具，采用人力口头传递预警信息，通知受山洪威胁的居民撤离和转移。
对于人口居住较分散的村、组可使用对讲机、高音喇叭、手摇警报器、锣、鼓、号、火把、信号弹和人力传递等传统的报警传输方式发警报，需在乡（镇）及所管辖的村配置手摇警报器、高音喇叭、对讲机、锣、鼓、号等报警设备。
6.6 投资控制
基于平台的预警子系统软件开发的费用控制在10万元内。预警通信设备控制单价见表6.6-1。
乡（镇）、村所需预警设备，按实际情况进行选择，乡（镇）选所列设备其中2种（如需要可另选一种应急通讯设备）；村选所列设备不超过3种；县级应配备与乡（镇）相对应的通信设备。 表6.6-1 预警通信设备控制单价表
序号 一 1 2 3 4 5 6 项目名称 县级预警设备 短信预警发布平台 电话、传真预警发布 ADSL专线（2M) 传真机 移动通信 超短波通信 单位 套 套 条 台 个 套 投资控制单价 （万元） 2.00 3.00 1.00 0.30 0.20 5.00 备注 包括2个中继站 7 8 9 10 二 1 2 3 4 5 6 7 8 三 1 2 3 4 5 短波电台 海事卫星Mini-M站 卫星电话 发电机 乡镇预警设备 超短波通信 ADSL专线(512K) 传真机 移动通信 海事卫星Mini-M站 卫星电话 短波电台 电话线路改造 村级预警设备 超短波通信 短波电台 对讲机 高音喇叭 手摇警报器 台 台 台 台 套 条 台 个 台 台 台 km 套 套 台 套 套 1.60 3.00 1.50 2.00 5.00 0.20 0.30 0.20 3.00 1.50 1.60 2.50 0.50 1.60 0.20 1.00 0.50 应急通信 应急通信 应急发电 包括2个中继站 应急通信 应急通信 6 锣、鼓、号 套 0.20 注：以上预警设备应在综合考虑各地实际情况的条件下，合理选用、配置，具体选择方式和数量由各地根据实际情况合理确定。
7 群测群防的组织体系
由于山洪灾害突发性强，从降雨到发生灾害之间的时间短，且往往在灾害发生时断电、断路、断信号，因此群测群防尤为重要。群测群防组织体系为建立县、乡（镇）、村、组、户五级山洪灾害防御责任制体系，群测群防组织指挥机构主要在县、乡（镇）、村一级建立。
7.1 组织指挥机构
7.1.1 县级组织指挥机构的构成
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。
7.1.2 乡（镇）组织指挥机构的构成
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。
7.1.3 村组织指挥机构的构成
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。
群测群防的组织体系构成见图7.1-1。
乡（镇）山洪灾害防御指挥机构 县级山洪灾害防御指挥部 调度组 保障组 应急抢险队 监测组 信息组 转移组 监测组 信息组 转移组 调度组 保障组 应急抢险队
户 组 监测预警队 村山洪灾害防御指挥机构 应急抢险队 图7.1-1 群测群防的组织体系构成图
7.2 分工与职责
7.2.1 分工
（1） 县级山洪灾害防御指挥部统一领导和组织山洪灾害防御群测群防工作，各相关部门各负其责，相互协作，实施山洪灾害防御工作。县指挥部办公室负责指挥部的日常工作。
（2） 乡（镇）山洪灾害防御指挥机构在县级山洪灾害防御指挥部的统一领导下开展山洪灾害防御工作，发现异常情况及时向有关部门汇报，并采取相应的应急处理措施。
（3） 村山洪灾害防御指挥机构负责本行政村内水雨情监测、预警、人员转移和抢险工作，必要时支援邻村开展山洪灾害抢险工作。
7.2.2 工作职责
（1）行政首长职责
山洪防御工作实行各级人民政府行政首长负责制。行政首长的主要职责：
① 负责组织制定本地区防御山洪的规章和制度，组织做好宣传和思想动员工作，增强各级干部和广大群众防御山洪的意识。
② 负责组织开展本辖区防御山洪的非工程措施和工程措施的建设，不断提高防御山洪灾害的能力。特别是组织有关部门制订本辖区防御山洪灾害预案，并督促各项措施的落实。
③ 根据汛情，及时做出防御山洪灾害工作部署，组织指挥当地群众参加抢险，贯彻执行上级调度命令。
④ 山洪灾害发生后，要立即组织各方面力量迅速开展救灾工作，安排好群众生活，尽快恢复生产，保持社会稳定。
⑤ 各级行政首长对本辖区的防御山洪工作必须切实负起责任，确保安全度汛，防止发生重大灾害。
（2）县级山洪灾害防御指挥部主要职责
在指挥长的统一领导下，负责全县山洪灾害防御工作。具体职责： ① 贯彻执行有关山洪灾害防御工作的法律、法规、方针、政策和上级山洪灾害防御指挥部的指示、命令，统一指挥本县内的山洪防御工作。
② 贯彻“安全第一、常备不懈、以防为主、全力抢险”的方针，部署年度山洪灾害防御工作任务，明确各部门的防御职责，落实工作任务，协调部门之间、上下之间的工作配合，检查督促各有关部门做好山洪灾害防御工作。
③ 遇大暴雨，可能引发山洪灾害时，及时掌握情况，研究对策，指挥协调山洪灾害抢险工作，努力减少灾害损失。
④ 督促有关部门根据山洪灾害防治规划，按照确保重点、兼顾一般的原则，编制并落实本县的山洪灾害防御预案。并组织有关人员宣传培训山洪灾害防御预案及相关山洪灾害知识。
⑤ 建立健全山洪灾害防御指挥部日常办事机构，配备相关人员和必要的设施，开展山洪灾害防御工作。
（3）县级山洪灾害防御指挥部办公室主要职责 具体负责指挥部的日常工作。
（4）县级指挥部各工作组主要职责
监测组：负责做好水雨情监测及管理、协调工作。
信息组：负责对县防汛指挥部、气象、水文、国土等部门各种信息的收集与整理，及时掌握水雨情、水库溃坝、决堤等信息，为山洪灾害防御指挥决策提供依据。
转移组：负责按照指挥部的命令，组织群众按规定的转移路线转移，一个不漏的动员到户到人，同时确保转移途中和安置后的人员安全。
调度组：负责与水利、公安、民政、卫生等部门的联系；负责调度各类险工险段的抢险救灾工作；负责调度抢险救灾车辆、船舶；负责调度抢险救灾物资、设备。
保障组：负责了解、收集山洪灾害造成的损失情况，派员到灾区实地查灾核灾，汇总、上报灾情数据；做好灾区群众的基本生活保障工作，包括急需物资的组织、供应、调拨和管理等；指导和帮助灾区开展生产自救和恢复重要基础设施；负责救灾应急资金的落实和争取上级财政支持，做好救灾资金、捐赠款物的分配、下拨工作，指导、督促灾区做好救灾款物的使用、发放和信贷工作；组织医疗防疫队伍进入灾区，抢救、治疗和转运伤病员，实施灾区疫情监测，向灾区提供所需药品和医疗器械。
应急抢险队：在紧急情况下听从县级山洪灾害防御指挥部命令，进行有序的抢险救援工作。
信号发送员：在获得险情监测信息或接到紧急避灾转移命令后，
立即按预定信号发布报警信号。
（5）县级指挥部成员单位职责
在指挥长统一领导下，水利、国土、民政、公安、卫生等相关职能部门各负其责，相互协调，共同做好山洪灾害防御及抢险救灾工作。
（6）乡（镇）山洪灾害防御指挥机构主要职责
① 制定完善并落实本乡（镇）山洪灾害防御预案，负责山洪灾害防御避灾躲灾有关的责任落实、队伍组建、预案培训演练、物资准备等各项工作。
② 掌握本乡（镇）山洪险情动态，收集各地雨情、水情、灾情等资料，及时上报发布预警信息，并督促各村定期进行水库、山塘、堤防等险工险段的监测巡查。
③ 指挥调度、发布命令、签发调集抢险物资器材，并组织上报本乡（镇）山洪灾害相关信息。
④ 指挥并组织协调各村进行群众安全转移，落实安置灾民及做好恢复生产工作。
（7）乡（镇）指挥部各工作组主要职责
监测组：负责本乡（镇）区域内水雨情的监测工作及水库、山塘、堤防等险工险段的监测巡查，及时提供有关信息，如遇紧急情况可直接报告县级山洪灾害防御指挥部。
信息组：负责对县级山洪灾害防御指挥部、气象、水文、国土等部门汛前各种信息的收集与整理，掌握水雨情、水库溃坝、决堤等信息及本乡（镇）各村组巡查信息员反馈的灾害迹象，及时为指挥决策
提供依据。
调度组：按照山洪灾害防御预案和人、财、物总体情况，负责做好抗洪抢险人、财、物的调度工作，确保抗灾工作迅速、有效地进行。
转移组：按照县、乡（镇）防指的命令及预报通知，组织群众按预定的安全转移路线，一个不漏地动员到户到人。必要时可强制其转移，同时确保转移途中和安置后的人员安全，并负责转移后群众、财产的清点和保护。
保障组：按照县、乡（镇）防指的命令及预报通知，负责抢险物资、设备供应及后勤保障等工作，负责维护灾区社会秩序。
应急抢险队：在紧急情况下听从命令进行有序的抢险救援工作。 信号发送员：在获得险情监测信息或接到紧急避灾转移命令后，立即按照有关程序并通过各种方式发布报警信号。
（8）村山洪灾害防御指挥机构职责
① 协助乡（镇）制定和完善山洪灾害防御预案，并负责执行落实；组织参加预案培训演练，落实本村山洪灾害防御避灾躲灾各项工作。
② 负责山洪灾害危险区的监测和洪灾抢险，随时掌握雨情、水情、灾情、险情动态，负责上报本村的水雨情等资料，组织人员进行水库、山塘、堤防等险工险段的监测巡查，并及时向村民发布预警。
③ 落实上级发布的防御抢险等命令，组织群众安全转移与避险、抢险，落实安置灾民及做好恢复生产工作。
④ 负责灾前灾后各种应急抢险、工程设置修复等工作。
（9）村山洪灾害防御指挥机构工作主要职责
监测预警队：负责对县、乡（镇）防汛指挥部、气象、水文、国土等部门汛前各种信息的接受并及时转报村指挥机构，对本责任区水雨情进行观测，对山塘、水库、堤防等险情进行巡查，及时反馈信息，并按指挥长的命令发布预警、报警信号；紧急情况下，监测人员可自行发布预警、报警信号。
应急抢险队：在工程出险等紧急情况下，听从命令，转移危险区域内的人员和财物，进行有序地抢险救灾工作。
8 宣传、培训及演练
8.1 宣传
利用会议、广播、电视、报纸、宣传栏、宣传册、挂图、光碟及发放明白卡等方式宣传山洪灾害防御知识，做到进村、入户、到人，不断提高人们主动防范、依法防灾的自觉性，增强人们的自救意识和自救能力。
组织居民熟悉转移路线及安置方案，在危险区醒目的地方树立明确的警示牌，标明转移对象、转移路线、安置地点等，做到危险区群众家喻户晓。
宣传材料由县级山洪灾害防御指挥部统一编制。具体要求： （1）印刷《山洪灾害防御知识宣传手册》，用通俗易懂的语言，图文并茂，宣传山洪灾害防御知识，发放至各乡（镇）、村、组。
（2）制作山洪灾害防御宣传光碟及录音带，内容包括山洪灾害的成因、危害、特点、防御组织机构、预警信号、避险注意事项、预警监测设施的保护等内容。不定期地在县电视台黄金时段播放及群众赶集时间进行宣传。
（3）制作《山洪灾害防御明白卡》，内容包括防御对象名称、各级负责人、避险地点、避险路线、联系电话等。由各乡（镇）、村山洪灾害防御指挥机构负责制作，并逐一发放到山洪灾害威胁区的住户。
（4）制作宣传牌、宣传栏，在山洪灾害危险区各乡（镇）制作
宣传牌、各行政村制作宣传栏，公布当地防御山洪灾害工作的组织机构，山洪灾害防御示意图，并宣传山洪灾害防御知识。
（5）制作警示牌，在山洪灾害危险区各行政村制作警示牌，公布当地山洪灾害的危险区、安全区及转移方案（包括人口范围、转移路线、安置地点、责任人等）。
8.2 培训
（1）对县、乡（镇）山洪灾害防御指挥部人员、责任人、监测人员、预警人员、片区负责人进行山洪灾害专业知识培训，明确各自职责，确保指挥系统正常、有效运转。
（2）对山洪灾害监测预警系统技术及运行维护进行培训，保障系统有效运行。
县级山洪灾害防御指挥部组织对相关人员进行本县山洪灾害监测预警系统组成及技术、数据信息汇集及预警平台或信息终端使用与维护、计算机网络故障诊断和处理方法、自动监测站操作维修与运行管理、人工及简易监测站观测及报汛等技术培训，保障监测预警系统的正常运行。
乡（镇）级山洪灾害防御指挥机构组织对简易监测站、人工监测站监测人员进行雨量和水位观测方法、山洪预警信息传输、预警信息传递方法等培训，提高山洪灾害监测的可靠性和准确性。
乡（镇）级山洪灾害防御指挥机构组织对村（组）信息员、信号发布员进行信息收集、整理方法，预警信号发布方式方法的培训，保
障群测群防工作有序、有效开展。
8.3 演练
山洪灾害严重区域的乡（镇）每年汛前结合修编预案，及时组织开展一次山洪灾害避灾演练，使每位群众都清楚转移路线、安置地点，即使在电力、通讯等中断的情况下不乱阵脚，安全转移。
演练内容包括应急响应、抢险、救灾、转移、后勤保障、人员转移、安置等。
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