山洪灾害防治非工程措施建设项目.docx

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1、XXXXX山洪灾害防治非工程措施建设工程技术方案1、技术方案建议书1.1根本概况1.2需求分析1.2.1监测预警业务分析监测预警业务流程如图1所示：图1监测预警流程图1.2.2系统功能需求分析1 .水雨情监测为了能快速、合理的对洪水及其开展趋势做出预警，预先制定防洪抢险调度方案，充分发挥预警工程设施的效能，本期工程需在阳新县完成根底雨情、水情信息采集网的建设，具体建设需求如下：1）建设自动雨量、水位监测站，雨量和水位实现自动采集，固态存储，数字化自动传输，以提高观测精度和时效性。2）在信息传输方面，系统需根据现场情况采用不同的数据传输模块。3）在系统集成方面，以水雨情信息接受、处理、查询的软硬

2、件环境建设为重点，为进一步开发决策支持系统等打好根底，到达及时完成雨量和水位信息的收集、处理和存储。2 .预警系统为了能快速、合理的对洪水及其开展趋势做出预警，预先制定防洪抢险调度方案，充分发挥预警工程设施的效能，本期工程需完成预警系统建设，从预警中心到重点防护区域的报警体系；建立县、乡（镇）、村、组灾害防治的群测群防组织。1.2.3系统数据流程分析山洪灾害防治监测预警系统的数据流程如图2所示:其中包括的数据类型如下：1 .根底工情：县乡村根本情况，小流域根本情况，监测站根本情况，河流、水库、堤防等三类防洪工程信息；2 .实时水雨情：降雨，河道水情，水库水情；3 .空间地理信息：行政区划，道路

3、，居民地，水系等；4 .社会经济信息：区内各行政区（县或区）人口，社会总产值、土地面积和耕地面积；城镇人口、社会总产值、大型工业企业、大型公共设施的分布情况等；5 .预警信息：产生的预警信息，相关人员信息，预警发布和相应信息等；6 .气象信息：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：7 .国土灾害信息：滑坡、泥石流等隐患点根本信息及监测信息。现场采集的数据通过传输网络到县数据中心的监控计算机,监控计算机监控现场的实时数据和设备运行状态。管理人员可以从监控计算机和数据库效劳器取得数据。上级单位及其子系统可从县数据中心的综合数据库取得数据。水文已建的自动雨量站可以从

4、山洪灾害防治信息聚集与预警平台进行网络对接,存入数据中心数据库实现信息共享。对于气象信息以及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中心的数据库中。1.2.4性能需求1 .雨、水情监测性能需求D可靠性数据采集要求准确可靠，系统的误码率、月平均畅通率、电路的衰落储藏和外噪声恶化量等质量指标均满足?水文自动测报系统技术标准？(S1.61-2003)的要求。自动报讯设备保证测报工程迅速、准确、平安、可靠地传输水雨情信息：A数据丧失率：1.*105 畅通率和及时率：299%； 误码率：1O-4； 系统可靠性：数据收集的与平均畅通率95%； 数据处理作业完成率95%； 主要设备平均无故障工

5、作时间(MTBF)：25000h RTU能存储一年的原始水情数据，实现双向通信以及远程诊断、设置和维护等功能。2)反响速度监测中心正确完成一次所属全部遥测站(含共享信息)的数据采集、传输、处理、入库的时间不超过5分钟。2 .预警监测性能需求D可靠性预警信息发布系统的建立过程中，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，防止或减少人员伤亡。2)经济适用、因地制宜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，同时及时收集反响信息。由上逐级下传的预警信息最

6、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响的渠道和通路，通信网必须有效、实用，且能满足突发通信的需求。1.3建设内容及目标1.3.1 建设目标湖北省阳新县山洪灾害防治非工程措施建设工程建设目标是：按照山洪灾害防治规划的要求，坚持“以防为主，防治结合的原那么，充分利用先进的信息技术，建立覆盖阳新县及周边地域的监测站网，建立完善、快速及时的信息传输网络，建立科学、富效地预警预报决策支持系统，建立有效的警报反响机制和技术设施，向各级政府、相关社会机构和社会公众提供山洪灾害预警效劳，争取有效防范时间，适时采取避灾措施，提高阳新县防御山洪灾害的水平和能力，并通过完善防御预案，强化群测群防

7、体系，宣传防御知识等非工程措施，做到预知、预防、以防为主，最大程度地减少山洪灾害造成的人员伤亡和财产损失。1.3.2 建设内容阳新县山洪灾害防治非工程措施建设，主要包括山洪灾害普查、危险区的划定、临界雨量和水位等预警指标确实定、监测预警系统建设、责任制组织体系建立、防御预案编制和完善以及宣传培训演练等。阳新县按照?湖北省山洪灾害防治规划？的小流域划分方法，全县共划分小流域18条，其中跨县小流域1条。具体建设任务为：1 .山洪灾害普查调查以下15个表的根本情况，包括县各乡村名称表、县简介、县各乡镇、村根本情况表、县山洪灾害影响情况表、县小流域根本情况表、县监测站名称代码表、县雨量监测站根本情况表

8、、县水位监测站根本情况表、县历史山洪灾害情况、县河流根本情况表、县堤防根本情况表、县水库根本情况表、县山洪灾害防御预案、县警报响应部门表、县预警人员情况表；2 .危险区的划定根据山洪灾害普查表和?湖北省山洪灾害防治规划?确定全县的危险区域，并制作危险区图；3 .临界雨量和水位等预警指标确实定按照?全国山洪灾害防治规划山洪灾害临界雨量分析计算细那么（试行）？和小流域历史山洪情况确定临界雨量和水位等预警指标；4 .监测预警系统建设1）本期建设一个县级中心，并建设1个县级暴雨预警平台。2）在21条小流域中建设IOO个简易雨量站、3个自动雨量站、8个简易水位站、3个自动水位站：3）建设8个无线预警播送

9、电、100个人工预警点。5 .责任制组织体系建立建立县、乡（镇）、村、组、户五级山洪灾害防御责任制体系，组织指挥机构主要在县、乡（镇）、村建立。防御预案本期编制1个县、5个乡（镇）、27村的防御预案。完善以及宣传培训演练：利用会议、播送、电视、报纸、宣传栏、宣传册、挂图、光碟机发放明白卡等方式宣传山洪灾害防御知识，做到进村、入户、到任，不断提高人们的主动防范、依法防灾的自觉性，增强人们的自救意识和自救能力。对相关人员进行本县山洪灾害监测预警系统组成及技术、监测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、简易监测站及报讯等技术培训。组织开展2次山洪灾

10、害避灾演练。1.4系统总体设计1.4.1设计原那么1 .坚持科学开展观，表达以人为本的原那么，以保障人民群众生命平安为首要目标，最大限度地减轻人员伤亡和财产损失。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，保障人民群众生命平安，最大限度地减轻人员伤亡和财产损失。2 .统筹兼顾，因地制宜，充分利用现有资源，不搞重复建设。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、工作根底等也有差异，根据各地山洪灾害的特点，针对

11、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 .坚持实用、高效、平安、可靠、标准、易用的原那么。考虑本地区的降雨特点，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，指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、无限播送、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，到达既能有效解决监测、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

12、用，尽可能地降低使用运行本钱。4 .遵循相关规程、标准。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、标准为依据；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，雨量站网建设要与气象开展规划协调,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式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

13、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。1.4.2设计依据1.?全国山洪灾害防治县级监测预警系统建设技术要求？2.水利部水资文199838号“关于颁发?水文根底设施建设实施意见?的通知3. ?全国山洪灾害防治规划山洪灾害临界雨量分析计算细那么（试行）？4. ?湖北省山洪灾害防治规划？5. ?水文情报预报标准？（S1.25-2000）6. ?水文自动测报系统标准？(S1.61-2003)7. ?降雨量观测标准？(S1.21-90)8. ?水面蒸发观测标准？(SD265-88)9. ?水文自动测报系统通信电路设计技术规定？(S1.199T999)10. ?水位观测标准？

14、(GBJ138-90)11. ?河流流量测验标准?(GB50179-93)12. ?水文巡测标准?(S1.195-97)13. ?水情信息编码标准？(S1.330-2005)14. ?水文自动测报系统技术标准？(S1.61-2003)15. ?山洪灾害专题数据库表结构和信息上报技术要求？1.4.3 系统结构山洪灾害防治监测预警系统由监测系统、监测预警平台和预警系统组成。系统总体结构如图3所示：(P14)1 .监测系统监测系统的主要功能是及时获取山洪灾害有关信息并将其聚集到信息中心。该系统般包括水雨情、工情、旱情、灾情等遥测站的根底建设及仪表设备安装，以实现雨量、水位、图像数据等信息的采集和传输

15、，简易测站的信息由人工观测得到。同时通过建立与气象局、国土局等部门的网络连接实现与它们的信息交换。2 .预警系统预警系统包括短信平台、平台、有线或无线播送发布、网络发布及人工预警等多种方式，由位于中心站的预警发布控制中心及分布于各山洪灾害危险区或有关人员的告警终端装置组成。3 .监测预警平台监测预警平台是各类信息聚集、处理、应用、分析、发布、及效劳的核心。信息聚集主要为计算机网络和通讯网络系统。网络系统以县/区防办为中心，上连接省、市防办，下连接个测站，形成分级网络，支持信息的实时收集、传输和处理，为业务应用提供资源共享的网络环境。1.4.4 系统数据流程山洪灾害监测预警系统数据流程如下：1

16、.有关山洪灾害相关数据由监测系统采集并通过通信信道传输，由中心站的信息接收处理模块、处理，或经数据交换平台上传，聚集到中心站的山洪灾害信息库中；2 .山洪灾害信息库对有关数据信息进行分类处理、存储，通过预设的数据共享与访问控制机制，为山洪灾害信息管理及决策支持子系统和预警发布子系统提供数据效劳；3 .监测预警平台提供数据监视、信息查询、分析、管理维护、预报分析、决策支持等功能,并通过人机接口，向有关领导、专业技术人员、各部门工作人员和社会公众提供信息；4 .空间数据由地理信息根底平台处理并提供效劳支持；5 .与有关山洪灾害部门及其他部门的信息共享通过相应的数据接口进行。山洪灾害监测预警系统的数

17、据流程如图4所示。用户界面（专业人员、非专业人员）I临时数据库信息接收预案管理会商支持预警管理数据维护预报分析信息服务数据管理数据监视中心站应用软件工险灾情信息图四山洪灾害监测预警系统的数据流程1.5系统分项设计1.5.1监测系统1. 5.1.1系统概述湖北省阳新县山洪灾害防治非工程措施的建设工程将在辖区内的重要预警区域建设雨水情监测系统。雨水情监测系统集雨情、水情信息采集、传输、存储、处理于一体，将大大提高雨情、水情信息采集的准确性及传输的时效性，能快速、合理的对洪水及其开展趋势做出预测预警，预先制定山洪预警调度方案，充分发挥已建工程设施的效能，为管理决策部门提供科学高效的效劳，确保国家财产

18、和人民生命财产平安，最大限度减少因突发山洪灾害造成的经济损失和人员伤亡。2. 5.1.2设计原那么1 .监测站网布设原那么D实用、可靠山洪灾害防御区雨水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，要注重实用、可靠，符合山洪灾害监测预警的实际需求。2）突出重点，合理布设山洪灾害分布面广，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、易发区建立监测系统。在现有气象及水文站网根底上，充分考虑地理地质条件，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）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依据山洪灾害防御信息传输实际

19、需求,结合山洪灾害防治区地理环境、气候条件、现有通信资源，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 .自动雨量站网布设原那么1）分区控制原那么：根据山洪灾害易发程度降雨分区，按照20TOOkm2/站的密度布设自动雨量监测站；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）流域控制原那么：布设自动雨量监测站点时优先考虑山区的中小流域，站点尽量安装在流域中心、暴雨中心等有代表性的地段，并避开雷区。3）地形控制原那么：山区降雨受地形的抬升作用，布设自动雨量站时充分考虑地形因素的作用。4）简易雨量站原那么上以自然村为单位进行布设，人员比较分散且受山洪威胁较大的自然村适当增

20、加。5）易于实施原那么。站网布设时充分考虑了通信、交通等运行管理维护条件。6）充分利用现有资源原那么。已有的水文、气象等部门雨量监测信息纳入县级监测预警平台。3 .水位站网布设原那么1）面积超过IOOkm2的山洪灾害严重的流域，且河岸沿岸为县、乡政府所在地或人口密集区、重要工矿企业和根底设施的，布设自动水位监测站。2）流域面积100km2以下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、较重要的根底设施，布设简易水位监测站。其他小流域，根据实际情况因地制宜布设简易水位计监测站。3）对于下游有居民集中居住的水库、山塘，没有水位监测设施的，适当增设水位监测设施。对重要的

21、小（I）型水库，可适当布设自动水位监测站。4）水位站布设地点考虑预警实效、影响区域、控制范围等因素综合确定，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）站网布设时考虑通信、交通等运行管理维护条件。6）已有的水位监测站监测信息通过数据共享进入县级监测预警平台。1.5.1.3系统拓扑结构阳新县山洪灾害水雨情检测系统由采集层、网络层和数据接收层（中心站）：第一层为信息采集层，它主要由传感器、遥测终端机、供电设备、通信模块和防雷设备组成。第二层为通信平台，该层将采集设备采集的水雨情数据打包发送至数据中心。根据本工程现有通信状况以及可利用的通信资源，本次建设的自动

22、雨量、水位监测站将采用GPRS/GSM方式进行数据传输.第三层为数据接收层，由一台效劳器实现，该层将接收到的水雨情信息自动解包与校验后写入水雨情数据库（同时发送确认信息到前端采集设备），在管理处中心数据库，直到收到确认信息后停发。一信息中心数据服务器自动雨量监涌站工站I自动水位监测气象H水文其他图五水雨情遥测系统拓扑结构1.5.1.4系统详细设计1.5.1.4.1站点分布根据布站原那么确定本县的各类监测站的位置和数量，为满足山洪灾害预报、预警的要求，阳新县本期工程在21条小流域中建设IOO个简易雨量站、3个自动雨量站、8个简易水位计、3个自动水位站。1.5.1.4.2通信网络设计1.5.1.4

23、.2.1系统工作体制山洪预警-雨水情监测系统是以雨量监测为主，水位监测为辅，建设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。自动监测站采用自报式、查询一应答相结合的遥测方式和定时自报、事件加报和召测兼容的工作体制。1.5.1.4.2.2常用通信方式雨、水情数据传输常用的通信方式有GAM/GPRS、超短波(UHF/VHF)、卫星、程控(PSTN)等。1. GSM短信短消息业务(ShortUeSSageSerViCe)是GSM系统中提供的一种GSM之间及与短消息实体(ShortMessageEntity)之间通过业务中心(ServiceCenter)进行文字信息收发

24、的方式，其中业务中心完成信息的存储和转发功能。短信数据传输通信适用于GSM网所能覆盖的报汛站和地区。其通信示意图见图6.利用短信平台组网，具有以下优势1)系统响应速度较快，传输时较好，信道稳定可靠。2)短消息业务认为是GSM系统中最为简单和方便的数据传输方式，数据终端设备造价低，能兼顾进行中、英文信息交流目的。短消息中心可提供一条消息多目的地的功能。但GSM短信可收发最多160个字母、数字或最多80个汉字;站点较多和节假日容易造成信息堵塞，运行费用较高。3)无需自建中继站，即可实现无线远传数据传输，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

25、资少，而且维护管理简单，运行费用低。移动GSM网数据采集终端测站图6GSM通讯网络2. GPRS通信GPRS是GSM系统的无线分组交换技术，不仅提供点对点，而且提供广域的无线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,下行速率那么可达IOOKbpso其通信示意图如图7所示。GPRS通信具有如下特点：1）Intemet识别：GPRS是无线分组数据系统，只要用户一翻开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

26、互联网，GGSN还提供相应的动态地址分配、路由、名称解析、平安和计费等互联网功能。2）永远在线：用户随时都与网路ibaochi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，每次登陆互联网，只需要一个激活过程，一般仅需1-3秒；4） kb/s；5）按量收费：GPRS网络按照客户接收和发送数据包得数量来采取费用，没有数据流量的传送时，客户即使在线，也不收费。3 .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

27、小，接收信号稳定。但是，由于受地形影响,通信传播距离有限，远距通信或地形条件不好时一般需要建设中继站进行接力。雷击也是一个突出问题。4 .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，具有覆盖面积大、通信频带宽、组网灵活机动等优点。但卫星通信费用昂贵，一般适合在高山峡谷或其他公网信号难以覆盖的地方建设。5 .程控PSTN通信程控（PSTN）是普及程度较高的信道资源之一，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，可进行语音和数据的传输。其特点主要有：一次只能点对点通信、乡村线路质量和可靠性不高、设备易遭雷击而毁坏

28、等。1.5.1.4.2.3通信方式根据现有通信状况以及可利用的通信资源，本次建设的自动雨量水位站中，所有新建站安装位置均有公网信号，使用GPRS作为数据传输方式，GSU作为命令和数据传输的备用方式，在GPRS通信方式出现故障时，遥测终端自动切换到GSM方式，将数据传送到阳新县监测预警中心。并接受监测预警中心远程设置。1.5.1.4.2.4数据格式为了保证系统的兼容性和一致性，减少不同城建单位系统兼容的环节，本系统采用统一的数据格式。数据格式主要用于RTU（遥测终端机）和数据共享软件，按照规定的数据格式，监测预警中心通过GSM等信道接收短信和GPRS传过来的数据，并进行远程维护设置等命令下发，保

29、证系统正常运行。1.5.1.4.3供电系统设计1 .监测站供电系统自动监测遥测站的供电电源由太阳能板、充电控制器和免维护蓄电池组成。1） 供电方式的选择稳定可靠的电源供应是系统正常工作的根本条件，本期工程所有自动监测站的供电方式均采用太阳能电池浮充的蓄电池进行供电。该方式电源系统为一独立系统，不与外界发生任何电气联系，防止了从电源上引入的各种电磁干扰和雷电干扰，并且不受当地交流供电质量的影响，可能性较高。蓄电池能保证在20天连续阴雨天气情况下，维持设备正常工作；在连续20天阴雨天气后，能在10-20天时间内，将蓄电池充足，采用充电控制器对蓄电池进行过充过放保护。2）充电控制器和智能电源管理太阳

30、能充电控制器通过对蓄电池电压的实时监测，由控制电路对蓄电池的充电过程进行实时控制。当蓄电池处于平安充电范围时，由控制电路控制太阳能光板对蓄电池进行满充，以保证蓄电池能尽量充满；当蓄电池接近或到达充满状态时，由控制电路控制进行涓流充电，使蓄电池不过充。由此保证蓄电池始终处于平安充电状态，能有效延长蓄电池使用寿命。智能电源管理如电源状态检测、低电压挂起和自动恢复等功能由RTU负责完成。RTU还需具备电源状态的监测和报告能力，使中心站的运行管理人员能及时了解电源系统的工作状态，一旦电源系统出现运行故障，运行管理人员能在电源系统失效前排除故障，保证遥测站稳定、可靠运行。系统必须在全天候的条件下不间断工

31、作，所有的设计都要考虑高可靠性工作的要求，中心站是整个系统的“中枢”，这就要求电源绝对可靠，不能中断，采用一般的市电很难做到这一点。因此，配备UPS不间断电源，保证中心站在突然停电时，UPS电源能立即启动。中心站是系统的数据收集传输的核心，由于其在系统中的重要性，考虑交流电源的抗干扰和避雷两方面因素，在交流电源输入端加两级避雷器和交流净化稳压滤波电源设备。1.5. 1.4.4系统防雷设计随着计算机技术、控制技术、通讯技术、显示技术的开展和广泛应用，由于这些设备大量采用高度集成化的CW）S电路和CP1.J单元，其对瞬间过电压的承受能力大幅降低，成为受雷电损害的主要设备，所以要采取严格的防雷措施，

32、对于直击雷和感应雷（从信号线、电源线等感应雷电，以及由于直接雷引起的地线间的跨步电压）进行防范，主要采取以下方法：1）设备机房敷设接地母线，设备接地端以最短距离与母线连接。2）中心站交流电源输入端采取漉波、隔离、浪涌吸收等消雷措施。3）严格强电和弱电分开敷设的原那么，较长的信号线，例如水位计、雨量计电缆,应穿入金属管道埋地铺设，同时两端采用滤波、隔离、屏蔽等避雷措施。4）遥测站采用蓄电池直流供电系统，保证测站连续运行，大大减少雷击的时机。5）防雷接地1 .防雷方案由于系统站点地处山区，环境比较恶劣，为保证系统能在雷雨天气期间平安运行，必须按有关要求布设防雷地网。根据瞬间过电压产生、危害途径和自

33、控系统大量采用高度集成化的CMOS电路和CPU单元及集控制、通讯、监测为一体且分散面广的特点，一般认为对信息系统要尽可能降低雷电带来的损失，就必须采取系统的、综合的防雷措施。特别应从配电系统防雷、自控系统网络线路防雷、建筑物防雷和合理接地等四方面着手。1）配电系统的防雷当雷击输电线或雷闪放电在输电线附近时，都将在输电线路上形成雷电冲击波，其能量主要集中在工频至几百赫的低端，容易与工频回路耦合。雷电冲击波从配电线路进入自控设备的电源模块以及从配电线路感应到同一电缆沟内的自控网络线上进入自控设备的通讯模块的几率比从天馈和信号线进入的要高得多。因此配电线路的防雷是自控系统防雷的重要局部。在高、低压进

34、线都安装避雷装置。2）通讯线、天馈线避雷自控系统通讯线一般都采用特制屏蔽双绞线（如DH+、MB+）,并且一般在安装时都是穿管直埋（或电缆沟）铺设，所以雷电在此处的感应电压不富（1.KV-2KV）o但由于其直接进入采集终端或计算机通讯口这一薄弱环节（正常电压一般为正负5V、12V、24V、48V等），故损害也很大。计算机数据交换或通讯频率是从直流到几十兆赫兹据系统而定），在选用避雷器件时一般不采用氧化物避雷器，因为它的分布电容大、对高频损耗大，除非对之进行特殊处理。通常避雷器中箝位二极管残压很低，假设额定电压为24V,那么残压在于24-3OV之间。选用此类避雷器时应以通讯电平和频率或速率来确定，

35、对于比较高频的讯号便需要特殊设计的防雷器以确保其阻抗与该系统对应，否那么会有信号反射的现象。避雷器应靠近通讯接口处安装（减小反射损耗）。3）监测站防雷由于遥测站点多设于旷野山坡或紧依于江河湖泊，堤坝水库旁，没有高大的建筑物遮挡，容易遭受直击雷的侵害，此外，遥测站设备的供电电源，通信天线，信号电缆、数据端口均容易遭受直击雷、感应雷、和雷电波侵害。因此采取有效的防雷措施是保证系统正常运行的重要保证。遥测站防雷总的原那么是通过泄流，屏蔽等各种方式，尽可能实现遥测站建筑物及设备等电位，有效防止因雷电产生的强电流或过电压使设备遭受损坏。本系统遥测站的防雷措施如下：建设避雷接地系统是防止直击雷、感应雷危害

36、的有效措施。该避雷接地系统由避雷针、防雷器（SPD）、接地体组成。我方在每个遥测站均建设避雷接地系统。避雷针采用直径为12mm的热镀锌圆钢，顶端磨尖，使雨量筒、太阳能电板、RTU等设备置于45角保护范围内。避雷针通过不小于直径8un的热镀锌圆钢或者金属杆与接地装置连接，圆钢间、圆钢与接地体扁钢的搭线长度不小于6Do焊接处必须牢固并涂抹防锈漆。2与接地装置连接或通过金属杆与接地装置连接。遥测站接地网采用人工接地体装置，接地体埋地深度不小于O.6m,用4*4Omn1.的镀锌扁钢制作水平接地体，50*5*250Omm镀锌角钢制作垂直接地体，垂直接地体间距5m。为了防止各导体间存在危险的高电位差。直击

37、雷接地和感应雷接地接入同一地网。避雷接地系统的接地电阻不大于4。，且阻值愈小愈好。避雷针、防雷器的引下线与接地体均牢固连接。2 .合理化建议太阳能电板线路也是雷电波侵入系统的一个途径，建议太阳能电板穿金属敷设，在进入RTU端安装宜流电源防雷器。防雷器与地网可靠连接。1.5.1.5主要硬件设备1. 5.1.5.1人工监测站1 .人工雨量监测站1）概述2）工作原理及安装方式3）主要技术参数2 .简易水位监测站1.5.1.5.2自动监测站1.5.1.5.2.1监测站结构1.5.1.5. 2.2主要设备配置1 .雨量传感器D主要技术参数2）工作原理3）主要功能2 .水位传感器1）主要技术参数2）气泡式

38、水位计工作原理3）主要功能4）安装方式3 .遥测终端（RTU）4 .GPRS/GSM通讯模块1. 5.1.5.3中心站1 .中心站组成2 .中心站主要功能3 .主要硬件配置1.5.1.6系统性能指标1.5.2预警系统1.5.2.1系统概述预警系统建设是监测信息采集及预报分析决策的根底上,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。1.5.2.2设计原那么根据山洪灾害点多面广，且危害程度不尽相同的特点，预警系统的设计遵循以下原那么:1 .可靠

39、性。预警系统的建立过程中，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，防止或减少人员伤亡。2 .经济适用、因地制宜。根据经济开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以经济、适用、合理的方式发送。3 .充分利用现有资源，防止重复建设。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

40、相结合，群测群防是现阶段山洪灾害监测预警系统的主体。1. 5.2.3预警指标确实定根据降雨及山洪灾害情况，结合地形、地貌、植被、水文地质等，确定各个小流域各级临界雨量和水位预警指标，并在实际运用中修订完善。预警指标分准备转移、立即转移两级指标。1.5. 2.3.1雨量预警指标确定由于灾害点因地质、地形、气候等条件不同临界雨量差异较大，应根据各地降雨特点，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方

41、法细那么？。1 .有雨量资料的指标确定采用？山洪灾害临界雨量分析计算方法细那么？中单站临界雨量及区域临界雨量的分析计算方法。首先根据区域内历次山洪灾害发生的时间表，收集区域及周边邻近地区各雨量站对应的雨量资料，确定对应的降雨过程开始和结束时间，降雨过程的开始时间，是以连续3日每日雨量W1.min后出现雨量Xmm的时间，降雨过程的结束时间是山洪灾害的时间。依次查找并统计该次山洪灾害发生前的1小时、3小时、6小时、12小时、24小时最大雨量及其每项对应的起止时间，历次山洪灾害的各时段最大雨量系列中最小的一个为临界雨量初值，即初步认为这个值是临界雨量。以开始产生农业损失的雨量作为准备转移雨量，将产生

42、居民家产损失及人员伤亡的雨量作为立即转移雨量。各次激发灾害发生的雨量均不完全相同，因此区域内各站的临界雨量也不尽相同。根据分析计算出的区域内各单站临界雨量初值，来确定区域临界雨量（即采用单站临界雨量法）。只要降雨量超过单站临界雨量值，区域内就有可能发生山洪灾害。单站临界雨量分析见表。2 .无资料区域的指标确定主要采用灾害与降雨频率分析法。以小流域为单位，通过对区域灾害场次的调查，分析山洪灾害发生频率，山洪灾害发生的频率P二发生年数调查总年数*100%。分析计算与灾害相同频率的各时段降雨量，根据湖北省（1小时、3小时、6小时、24小时）的年最大雨量等值线图和变差系数等值线图，CsCv=3.5,计

43、算山洪灾害区域的各频率设计雨量，取与山洪灾害发生频率相同的降雨量设计值即为临界雨量初值，根据全区范围内雨量站资料分析12小时雨量与6小时雨量关系，并取平均值作为计算12小时雨量指标的参数。通过与周边邻近地区的临界雨量进行综合比照分析，最后合理确定临界雨量值。系统建设后需根据雨情、水情、灾情资料积累不断修订，以适应特定区域预警需求。实时预警指令须依据根本指标和流域前期影响雨量（土壤湿润程度）因素综合确定。当危险区相应时段面雨量到达成灾临界值，区山洪预警中心应向流域内居民发布准备转移的指令。当危险区所处小流域上游仍有强降雨或预报有中到大雨时，预警中心应根据实际情况向危险区内居民发布立即转移的指令。

44、1.5. 2.3.2水位预警指标水位预警指标分为水库水无预警指标和河道水位预警指标。1 .水库水位预警指标：当水库溢洪，库区上游仍有连续降雨，水位继续上涨时,通过、播送、电视、等手段向外发布汛情公告或紧急通知，准备转移在淹没范围内的人员和财产。当库水位到达设计水位，库区上游仍有强降雨，或水库出现重大险情时，政府应通过各种途径向水库淹没区内群众发布紧急通知，组织下游群众立即转移。2 .河道水位预警指标：在已选的小流域内，选取下游有重要城镇，工矿企事业单位，且人口相对密集的控制断面作为水位预报节点，对于已布设水位站或水文站的灾害点，将历史上发生的所有山洪灾害对应的水位（流量）进行统计，将形成滩地内

45、耕地淹没的水位作为准备转移水位（流量）初值，将形成居民房屋损失和人身伤亡的最小水位作为立即转移水位（流量）初值，并根据灾害点和水位站两岸地面高程等地形资料和上下游断面出现灾害情况确定成灾水位（流量）。对于过去未设但拟布设水位或水文站，站址对应灾害点的临界水位（流量）由站址附近的上滩（形成淹没耕地）水位（流量）和淹居民点水位换算得到，即分别作为转移水位和立即转移水位指标。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。以上水位预警指标为参考值，系统建成后需根据雨情、水情、灾情资料积累不断修订，以适应特定区域预警需求。1.5.2.4详细设计1.5.2.4.1预警网络设计1. 5.2.4

46、.1.1通信方式选用原那么山洪灾害预警通信主要负责向受灾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，同时及时收集反响信息。由上逐级向下传递预警信息，最重要通知到收威胁的居民点和单位。其山洪警报传输及信息反响的渠道和通路，通信网必须有效、实用，并且满足突发同心的需求。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、播送、Internet网络、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

47、信息能及时发布到乡（镇）、村、组、户，有条件的县、区与乡（镇）应尽可能建立双信道的通信网络，以保证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，接受的对象主要是公众，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、播送、短信、自动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、移动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、移动）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、移动通信和短信、，Internet网络、有线电视和播送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，、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，可以通过播送、喇叭、锣鼓、警报器、烟火、人力等根据已设定的预警信号发布预警信息。1. 5.2.4.1.2预警通信网络山洪灾害预警信息传输的通信方式有电视、有线播