山洪灾害监测预警系统建设技术要求初稿.docx
《山洪灾害监测预警系统建设技术要求初稿.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山洪灾害监测预警系统建设技术要求初稿.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
山洪灾害监测预警系统建设技术要求初稿
全国山洪灾害防治试点
监测预警系统建设技术要求
（初稿）
全国山洪灾害防治试点工作组
2011年5月
目录
1系统的总体构架1
2监测系统1
2.1监测信息的流程要求1
2.2站点布设的技术要求1
2.2.1站点布设原则2
2.3监测站点管理3
2.4监测设备技术要求4
3县级监测预警平台11
3.1平台硬件设备的配置要求11
3.2平台软件的配置要求14
3.2.1平台应用软件功能要求14
3.2.2平台应用软件的技术指标要求22
3.2.3平台系统软件配置要求24
4预警系统24
4.1预警方式要求24
4.2主要预警设备技术要求24
4.2.1传真群发24
4.2.2广播预警系统25
4.2.3短信平台25
4.2.4第三方平台25
5群测群防体系25
5.1责任制内容要求25
5.2预案内容要求25
5.3宣传培训演练方式和内容要求26
5.3.1宣传26
5.3.2培训27
5.3.3演练28
全国山洪灾害防治试点监测预警系统建设技术要求
1系统的总体构架
山洪灾害监测预警系统包括水雨情监测系统、县级监测预警平台、预警系统三大部分。
为更好地发挥系统的防灾减灾作用，还需建立群测群防组织体系，包括责任制落实、预案编制、宣传培训演练等。
2监测系统
2.1监测信息的流程要求
自动监测站通过配置的数据传输信道（可因地制宜地选用GPRS/GSM短信、程控电话网（PSTN）、超短波（UHF/VHF）、卫星等信道）自动发送雨水情信息到县级监测预警平台，有条件可同时发送到省水情中心或市水情分中心，实现省市县信息同步共享。
人工监测站信息以电话语音方式及时报送到县级监测预警平台。
简易监测站信息由观测人员通过可能的方式及时报告县、乡（镇）防灾负责人。
2.2站点布设的技术要求
监测站网主要布设在流域面积为200km2以下易遭受山洪灾害的中小流域。
通过山洪灾害易发程度降雨分区和区域历史洪水、社会经济调查，在充分利用现有监测站点的基础上，布设监测站网。
2.2.1站点布设原则
（一）雨量站布设原则
（1）分区控制原则：
依据山洪灾害易发程度降雨分区，原则上按照20～100km2/站的密度布设自动或人工雨量监测站；在高易发降雨区、人口密度较大的山洪灾害频发区适当加密站点。
（2）流域控制原则：
布设监测站点时优先考虑山区的中小流域，站点应尽量安装在流域中心等有代表性的、且有人看管的地段，要注意避开雷区。
（3）地形控制原则：
山区降雨受地形的抬升作用，布设雨量站时充分考虑地形因素的作用。
（4）简易雨量站原则上以自然村为单位进行布设，人员比较分散且受山洪威胁大的自然村可适当增加。
（5）站网布设时充分考虑通信、交通等运行管理维护条件。
（6）已有的雨量监测站纳入本系统站网，其监测信息相应进入县级监测预警平台。
（二）水位站布设原则
（1）面积超过100km2的山洪灾害严重的流域，且河流沿岸为县、乡政府所在地或人口密集区、重要工矿企业的布设水位观测站，有条件的布设自动水位站。
（2）流域面积50～100km2的山洪灾害严重的小流域，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，布设人工水位观测站或简易水位观测站。
其它小流域，根据实际情况因地制宜布设简易水位观测站。
（3）对于下游居民集中的水库山塘，没有水位观测设施的，适当增设水位观测设施。
（4）水位站布设地点应考虑预警时效等因素综合确定，尽量在山洪沟河道出口、水库、山塘坝前和人口居住区、工矿企业、学校等防护目标上游。
（5）站网布设时应考虑通信、交通等运行管理维护条件。
（6）已有的水位观测站纳入本系统站网，其观测信息相应进入县级监测预警平台。
2.3监测站点管理
自动监测站点水雨情信息通过数据接收处理软件，完成信息实时接收处理，并采用《实时雨水情数据库表结构及标识符标准》（SL323-2005）存入县级监测预警平台数据库；数据接收处理软件应对各自动监测站运行状态进行监控，对水雨情数据和设备状态信息进行分析，可直接修改站点运行参数及召测。
数据接收处理硬件设备主要由1套数据接收通信设备、2台数据接收处理计算机和1台维护用便携式计算机组成，其中数据接收通信设备的配置根据各试点县监测站选定的通信方式进行相应配置，并做好防雷措施。
2.4监测设备技术要求
自动雨量监测站一般不建设雨量观测场，雨量传感器设备选用翻斗式雨量计，可安装在屋顶平台，或在开阔地采用架杆架起监测设备，障碍物与观测仪器的水平距离不得少于障碍物与仪器口高差的2倍，且应力求在比较开阔和风力较弱的地点设置。
自动水位观测站根据实际情况选用合适水位计进行水位观测。
对已建水位井的监测站选用浮子式水位计；未建井或不能建井测站，视河流及水情特点配备压力式或超声式水位计。
人工雨量监测站配置虹吸式雨量计进行人工观测雨量，人工水位站主要修建水位观测尺和观测道路。
简易监测站配置简易的雨量、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。
主要监测设备技术指标参考如下：
（1）翻斗式雨量计
①承雨口口径Φ200+0.6mm；
②分辨率0.5mm或0.2mm或1.0mm（根据年平均降雨量确定）；
③雨强测量范围0～4mm/min（允许通过最大雨强8mm/min）；
④测量精度：
根据不同分辨率雨量传感器的自身排水量确定，总体不超过±4%；
⑤工作环境：
温度-10℃～+50℃，湿度<95%（40℃）；
⑥误码率小于10～4；
⑦平均无故障工作时间≥16000h。
（2）浮子式水位计
①量测范围0～40ｍ；
②分辨率1.0cm；
③测量精度：
≤±2cm（≤10m），≤±2～3cm（10～15m），≤±3cm（≥15m）；
④工作环境:
温度-10～＋50℃，湿度<95%（40℃）。
（3）气泡压力水位计
①测量范围：
0-15m、0-20m、0-35m；
②供电电源：
8-16VDC，使用电流：
25mA/24hravg；
③输出：
SDI-12，RS232；
④压力范围：
0-22psi；
⑤精度：
0.05%F·S，分辨率：
0.0001psi；
⑥压缩机类型：
活塞和圆筒压缩机；
⑦工作环境：
温度-40℃～+60℃，湿度0-95%（无凝结）。
（4）超声式水位计
①测量范围：
0.8～10m；
②分辨率：
1.0cm，精度：
±0.25%F·s；
③接口方式：
RS-232、RS-485、TTL电平、4-20mA模式输出、并行口输出、电流环输出；
④平均无故障时间：
≥8000小时。
（5）遥测终端（RTU）
遥测终端的功能指标如下：
①可外接增量式（翻斗式）雨量传感器、可外接水位传感器；实现GPRS、GSM、PSTN等方式的发送和接收传输功能；
②具有定时自检发送、死机自动复位、站址设定、随时召测、掉电数据保护、实时时钟校准、数据人工置入、直观现场显示和设备测试等功能；
③支持休眠唤醒工作方式；能够通过软件设置（包括远程设置）数据传输体制、数据报送频次等；所有外部接口具有光电隔离能力；
④能存储一年的原始水情数据，RTU固态存储器容量不小于4MB；可接受分中心管理，与分中心实现双向通信;支持远程诊断、远程设置、远程维护等。
遥测终端的主要技术指标为：
①供电方式：
蓄电池向设备供电，太阳能电池板浮充供电；
②值守功耗：
小于等于2mA（电池电压12V时）；
③设备平均无故障工作时间：
MTBF＞225，000小时；
④工作温度：
－30℃～＋60℃，湿度：
0～90％。
（6）通信终端
自动监测站的数据传输通信，应根据试点县的通信资源及地形条件因地制宜地选用GPRS、GSM、PSTN、超短波、北斗卫星等通信方式进行组网，其设备技术指标如下：
1）GPRS/GSM模块
①工作频率：
支持双频GSM/GPRS，符合ETSIGSMPhase2+标准；
②协议：
支持TCP/IP，标准的AT命令集；
③发射功率：
2W（900MHz）/1W（1800MHz）；
④功耗（mA@12V）：
≤150mA（工作），≤10mA（空闲）；
⑤电源：
＋5V～＋35V；
⑥频率误差：
≤0.1ppm；
⑦数据接口：
RS232/RS485；
⑧工作温度：
-25℃～＋60℃。
2）北斗卫星终端
①天线波束宽度：
俯仰方向25°～90°,水平0°～360°；
②频率：
接收S波段，发射L波段；
③接收灵敏度：
C≤-157.6dBW；
④接收信号误码率：
≤1×10-7；
⑤发射EIRP值：
≥13dBW；
⑥MTBF（平均故障间隔时间）：
25000小时；
⑦功耗：
平均功耗≤6W，发射最大功耗≤120W；
⑧工作环境：
温度-20℃～+55℃，湿度5％～98％（45℃）；
⑨电源：
9～32VDC；
⑩接口标准：
RS232C。
3）超短波通信终端
①工作频段：
220～240MHz；
②数据速率：
19200bps；
③运行模式：
半双工；
④信道带宽：
12.5/25KHz；
⑤功率：
1～5W。
4）PSTNMODEM
①调制方式：
ITU-TV.90/V.3.4/V.32BIS/V.32/V.22等协议；
②工作方式：
异步；
③线路方式：
拨号线、专线；
④最高传输速率：
上传极速可达33600BPS，下载极速可达56000BPS；
⑤接口模式：
RS232C串口；
⑥工作环境：
温度10℃～80℃，湿度≤85%（不凝结）。
（7）电源
自动监测站采用太阳能浮充蓄电池方式供电，根据自动监测站采用的通信方式不同，其电源配置方案如下：
①采用GSM和GPRS通信信道组网的自动监测雨量站，其电源配置方案为：
每个测站配置38AH/12V蓄电池，20W太阳能板和太阳能充电控制器；
②采用PSTN、VHF和卫星通信信道组网的自动监测雨量站，其电源配置方案为：
每个站配置65AH/12V蓄电池，30W太阳能板和太阳能充电控制器；
③自动监测水位站的电源配置方案为：
每个站配置100AH/12V蓄电池，60W太阳能板和太阳能充电控制器。
主要设备技术指标如下：
①蓄电池采用铅酸免维护可充电蓄电池。
对于高寒地区，应选用耐低温的蓄电池；
②太阳能板采用进口单晶硅太阳能电池组件，最大工作电压：
17V，开路电压：
21V；
③充电控制器电压：
12/24VDC，最终充电电压：
13.8V，气息电压：
14.5V，工作环境温度：
-25℃～50℃。
（8）防雷
防雷系统包括避雷针、引下线及接地地网。
天线、站房等位于避雷针45°角以下的安全区内，地网接地电阻达到<10Ω指标。
如采用PSTN通信信道的应安装电话避雷器、采用VHF通信信道的应安装同轴避雷器。
室外信号传输电缆均采用屏蔽电缆，电缆用Φ50的镀锌管套护，采用沟埋方式，防止数据信号线引雷。
信号线缆与RTU设备连接端应安装信号避雷器。
有关避雷器主要技术指标如下：
①信号避雷器
Umin：
12V，Umax：
18V，应用：
RS232，保护脚：
1～9脚，最大容通电流：
340A，动作时间：
<10ns，电容：
<30pF。
②同轴避雷器
频率范围：
DC500MHz，最大承受功率：
400W，电压驻波比：
〈1.1VSNR，放电开始电压、电流、次数：
DC350V±20%、500A、500次以上，阻抗：
50，反应时间：
50ns，输入损耗：
〈0.1dB。
③电话信号避雷器
工作电压：
110V，动作电压：
180V，最大容通电流：
7.5kA，响应时间：
＜10ns。
（9）虹吸式雨量计
①记录纸分度范围：
0.1mm～10mm
②记录误差：
±0.05mm
③降水强度记录范围：
0.01mm/min～4mm/min
④承水口内径：
ф200+0.6mm
（10）水尺
选择水尺形式时，应优先选用直立式水尺，当直立式水尺设置或观读有困难而断面附近有固定的岸坡或水工建筑物的护坡时，可选用倾斜式水尺；在易受流冰、航运、浮运或漂浮物等冲击以及岸坡十分平坦的断面，可选用矮桩式水尺。
水尺的设立应满足《水位观测标准》GBJ138—90规定要求。
（11）简易雨量站设施
简易监测雨量站信息采集设备技术要求如下：
①因地制宜地配置简易雨量观测器。
雨量观测器承雨口径为Φ200+0.6mm，在制作时可采用铁皮、塑料等材质。
②简易雨量观测器安装时要有支架进行固定，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，在承水器皿外标注区域内预警雨量值。
（12）简易水位站设施
采用简易，可靠的方法进行人工水位监测，有关技术要求如下：
①在岸边修建简易的水尺桩，水尺桩可为木桩或石柱型；
②对于无条件建桩的观测站，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，并根据各观测点实际情况，标注预警水位。
3县级监测预警平台
3.1平台硬件设备的配置要求
县级监测预警平台主要硬件设备如下表：
县级监测预警平台主要硬件设备表
序号
项目
单位
数量
备注
1
路由器
台
1
2
交换机
台
1
3
防火墙
套
1
4
VPN网关
台
1
不租用专线时采用
5
数据库及应用服务器
台
2
6
应用计算机
台
3
7
网络激光打印机
台
1
A3黑白
8
不间断电源（UPS）
套
1
3KV/4H
9
网络布线
项
1
10
机房环境改造
项
1
包括接地和防雷系统
各设备主要技术指标要求如下：
（1）路由器
网络协议：
支持IEEE802.3X；局域网接口：
10/100/1000Mbps，2个以上；内置防火墙，Qos支持，VPN支持；扩展模块：
4个以上；Flash内存256MB以上；DRAM内存1024MB以上。
（2）交换机
24个固定的10/100M以太网口，1个console口；2个扩展模块插槽，用于连接100M/1000M模块和堆叠模块；交换容量≥12.8Gbps，包处理能力≥6.55Mpps（所有端口实现线速路由和转发）。
（3）防火墙
基于NT架构，内存≥256M，10/100BASE-TX接口≥4个，并发连接数≥40万，吞吐率≥250M，支持IP/MAC绑定等
（4）数据库及应用服务器
中档品牌机架式服务器，CPU主频：
2000MHz以上；内存：
2GB以上；硬盘：
72G以上×3热插拔；支持磁盘阵列；多功能千兆网卡。
（5）移动维护计算机
Core2Duo处理器，2.0G以上主频，1G以上内存，160G以上硬盘。
（6）应用计算机
CPU：
Intel双核1800MHz以上；内存：
1024MB以上；硬盘：
160GB以上；液晶显示器：
17"以上；显卡内存128M以上；网卡：
10/100M。
（7）UPS电源
功率3KVA，延时4小时，单相三线在线互动式，3毫秒同步切换，四个国标插座。
电池欠压保护、过载保护、短路保护、过热保护，输出过载、电池低压、市电异常、UPS故障报警功能；12V免维护铅酸蓄电池组。
（8）机房环境改造要求
机房改造充分利用现有办公用房，对其进行改造，面积为30平方左右，改造内容为机房改造、供电系统、空调系统、防雷接地四部分组成。
①机房改造
按照计算机机房标准进行改造，对装饰材料的选择要达到吸音、防火、防潮、防尘、防变形、抗干扰、防静电等要求。
②机房供电系统
机房的设备供电和空调照明供电分为两个独立回路，总用电量3KW，其中设备供电由UPS提供并按设备总用电量的1.3倍进行预留，而空调照明用电由市电提供并按空调设备的要求供配。
③机房空调系统
选用户式柜机一台，制冷量为2匹，采用上送风下回风方式。
④防雷接地系统
电源防雷：
出入机房的电缆金属护套在入室处应作保护接地，电缆内芯线在配电柜内主控开关后加装三相装DS150E/4防雷器，电缆内的空线对相应作保护接地。
UPS前端加装DS44S防雷器。
弱电防雷：
主要防护交换机端口，防止感应雷电沿网络电缆传输损坏设备，防雷器选用RJ45接口的ZS-CATS。
接地系统：
计算机场地接地电阻要求不大于1欧姆，并且采取共用接地的方法将避雷接地、设备安全接地、交流地、直流地统一为一个接地装置。
如有特殊要求设置独立地，则应在两地网间用地极保护器连接。
3.2平台软件的配置要求
3.2.1平台应用软件功能要求
平台应用软件应具有基础信息查询、水雨情监测查询、气象国土信息服务、水情预报服务、预警发布服务、预警响应服务、系统管理等功能。
（一）基础信息查询
山洪灾害防御工作需要大量的基础信息支持，系统必须提供以下信息查询服务：
1、县乡村基本情况：
县简介及各乡镇、行政村的基本情况，包括县、乡、村名称、土地面积、耕地面积、总人口、家庭户数、房屋数、历史洪水线下（人口、家庭户数、耕地面积、房屋数）、可能受山体滑坡、泥石流影响（人口、家庭户数、房屋数）、乡镇负责人及联系电话、乡镇防汛负责人及联系电话、村负责人及联系电话。
2、小流域基本情况：
包括小流域名称、上级河流、流域面积、河长、河道比降、河源位置、河口位置、涉及乡数（名）、村数（名）、村组数、户数、人口数、房屋、历史洪水线下（人口、家庭户数、房屋）、可能受山体滑坡、泥石流影响（户数、人口、房屋）、关联监测站等。
3、监测站基本情况：
查询分为雨量站和水位站两种，雨量站信息包括站号、站名、站址（所在乡镇、村）、经纬度、高程、设立日期、类别（自动站、人工站）、所属小流域、关联乡村、雨量预警指标、（1、3、6、12、24小时）最大雨量及出现时间、监测人员及联系方式；水位站信息包括站号、站名、站址（所在乡镇、村、组）、经纬度、高程、设立日期、类别（自动站、人工站）、所属小流域、关联乡村、水位预警指标、历史调查最高水位及时间、实测最高水位及时间、监测人员及联系方式等；
4、县乡村预案：
查询县、乡、村预案。
5、历史灾害情况：
查询本县历史上山洪灾害发生总体情况及各典型年的灾害情况，内容包括灾害发生时间、灾害描述等。
6、工情信息：
查询河流、水库、堤防等三类防洪工程信息，以防洪工程数据库中的数据为准。
以上基础信息应具有检索、查询、添加、修改、删除、数据导入导出等功能。
山洪灾害基础数据及社经数据由各县进行统计后，交软件开发单位通过程序自动批量录入，在实际使用过程中也可由管理员进行人为调整。
（二）水雨情监测查询
水雨情监测查询主要用于实时监视水雨情状况，查询统计水雨情信息。
系统分为水雨情报警、雨情监测、河道水情监测、水库水情监测四大部分。
系统表现方式以WEBGIS及表格方式为主。
1、水雨情报警要求：
预先设定时段雨量报警值、河道水库水位报警值，系统自动根据设定的条件判断是否产生报警，如果满足条件则在地图上闪烁、动态文字、声音等方式提示预警，并能显示预警相关信息；
2、雨情监测要求：
（1）在地图上实时显示各雨量监测站8时以来（可自定义）降雨量；
（2）可按区域、时间、时段长查询显示该区域该时段内的雨量、平均雨量、最大雨量、各站降雨过程柱状图及数据表，并显示所查询区域的雨量站总数、雨量强度统计等；区域可按县、乡、小流域、单站进行划分，在选择时间时，除应有开始时间和结束时间外，还需有时段长（1、3、6小时、日、旬、月）的快捷选择（或自定）；（3）显示查询全县降雨等值线图和等值面图；（4）能接收气象部门雨量信息，加入到本系统。
3、河道水情监测要求：
（1）在地图上实时显示各站当前水位、流量、水位变化趋势、超警戒、保证情况等，并提供当前水位示意图；
（2）以列表形式显示选定区域内任意时段的各站水位、水势、流量，超警戒、保证情况、历史最高水位及发生时间、最大流量及发生时间，以图形式显示水位、流量过程线（显示特征值：
警戒水位、历史最高水位、警戒流量、历史最大流量等）。
4、水库水情监测要求：
（1）在地图上实时显示各水库当前水位、水位变化趋势、预报水位、超汛限情况等，并提供当前水位示意图；
（2）以列表形式显示选定区域内任意时段的各水库水位、水势、超汛限情况、坝高等，以图形式显示水位、流量过程线（显示特征值：
汛限水位、历史最高水位、坝顶高程等）。
（三）气象国土信息服务
系统必须提供实时天气预报、实时雨量信息、实时/历史台风路径、实时卫星云图等气象信息，滑坡、泥石流等隐患点基本信息及监测信息。
（四）水情预报服务
洪水预报属于专题研究范围，其成果要接入信息服务系统，因此必须提供接口服务。
（五）预警发布服务
1、预警指标和等级划分
系统对所有监测站实时雨量、实时水位进行分析，根据预警模型指标决定预警等级，雨量站预警指标分为：
警戒雨量（准备转移）、危险雨量（立即转移）；水位站分为：
警戒水位（准备转移）、危险水位（立即转移）。
当监测站水雨情达到相应临界值时，即产生预警，并按照乡镇进行合并，每个乡镇只允许有一个预警，预警等级以该乡镇下多个预警监测站中等级最高的为准。
乡预警分为乡1级、乡2级，根据该乡范围内监测站最高预警级别确定。
县预警分为县1级、县2级、县3级，根据全县范围内灾害的面积和程度确定。
以上预警指标和等级划分由各县根据具体情况确定。
2、预警流程
预警分为两个阶段：
内部预警（对防汛人员）和预警发布（对社会公众）。
当预警产生后，系统在地图上对应的乡镇图标闪烁，防汛值班人员看到预警后，进行查询核对，并经防汛指挥部会商后确定预警级别和范围，通过多种方式向相关人员发布预警信息，并接收责任人的反馈信息。
出现预警信息后的工作流程（预警状态）可概括为：
新预警（出现预警）→内部预警（对防汛人员）→发布预警（对社会公众）→响应启动→响应结束。
3、功能要求
在预警发布服务中应具有预警信息和状态显示、内部预警、预警发布、预警反馈、预警记录查询、预警指标显示修改等功能。
（1）预警信息和状态显示
预警信息和状态以预警地图和预警列表形式显示。
预警地图：
根据预警分析结果，在地图上以不同颜色闪烁的方式展示各乡镇的预警级别等信息；已开始处理的预警取消闪烁，显示目前所处的状态，包括已内部预警、已发布预警、已启动响应等三种状态，响应结束后的预警人工从地图上删除（关闭预警）。
在预警地图上应提供进行当前预警状态的下一步操作。
预警列表：
以列表方式显示预警信息，包括“发生乡镇、预警级别、预警时间、预警内容、预警状态”等信息，并提供影响范围分析结果。
（2）内部报警：
根据预警级别的不同，将符合预警条件的信息自动指向相关负责人，人工发布短信；
（3）预警发布：
经过县防汛指挥部门确认后的预警信息，可发送短信到各级相关防汛责任人；并可发布突发预警信息。
发送对象通过预先定义好的规则自动获取。
（4）预警反馈：
显示未关闭预警的所有短信记录，包括“姓名、单位、电话、预警级别、发送时间、信息内容、回复情况”等信息，如果收信人未回复，则在短信回复时间一栏显示“未回复”，否则给出反馈时间；
（5）预警记录查询：
显示最新的预警信息发布情况，包括反馈信息；
（6）预警指标：
提供预警指标的查询功能，并能分别设置县、乡、测站等多种级别的水位、雨量临界指标，其中雨量指标的时段长也可以用户自定义；
（7）响应部门和人员设置：
能对部门进行管理；能对部门响应标准（全部响应还是领导响应）进行设置；能设置部门领导人（多个）；能对人员－部门关系进行管理，从而确定预警产生时，预警信息的发送对象和范围；
（六）应急响应服务
根据预警结果及信息发布情况，各相关部门要启动相应的响应预案。
系统跟踪县、乡
升级会员 