黎敏 廣東省水文局佛山水文分局

1.山洪災(zāi)害防治非工程措施背景

近年來隨著全球氣候變化，極端天氣事件增多，廣東省局地強降雨的趨勢明顯增加，山洪災(zāi)害呈多發(fā)趨勢，是汛期造成人員傷亡的主要災(zāi)種。2006年國務(wù)院批復(fù)了水利部等五部局聯(lián)合編制的《全國山洪災(zāi)害防治規(guī)劃》，2010 年 11 月，水利部會同財政部等部局啟動了“全國山洪災(zāi)害防治縣級非工程措施項目”建設(shè)。廣東省山洪災(zāi)害防治項目從2010年開始，主要建設(shè)內(nèi)容是開展山洪災(zāi)害調(diào)查評價、非工程措施建設(shè)、重點山洪溝防洪治理和防洪保護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險圖的編制等任務(wù)。2013年開始，全省對一期已建的非工程措施進(jìn)行補充完善，包括加密自動監(jiān)測站點建設(shè)，優(yōu)化監(jiān)測站網(wǎng)，提高通訊保障能力等措施，完善山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警能力，最終達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)，保障受山丘區(qū)廣大人民群眾生命財產(chǎn)安全的目的。

2.自動監(jiān)測站點布設(shè)情況及系統(tǒng)組成

廣東省山洪災(zāi)害防治非工程措施自動監(jiān)測站點項目涉及全省18個地市82個山洪災(zāi)害防治縣區(qū)，共計新建圖像監(jiān)測站點3146個，其中圖像三要素（水位、雨量、圖像）站點1847個，圖像兩要素（雨量、圖像）站點1057個，自動雨量站8個，完善升級水雨情監(jiān)測站點1208個，其中雨量站890個、水位站29個、雨量水位一體站289個。主要分布在受山洪災(zāi)害影響較大的沿河村落、小型水庫等重點區(qū)域。

3.運行情況及存在問題

（1）自動監(jiān)測站網(wǎng)點多面廣，管理難度大。由于山洪災(zāi)害防治自動監(jiān)測站點數(shù)量多，覆蓋面廣且分散，項目建設(shè)時間緊，前期承建單位較多等原因，一旦設(shè)備產(chǎn)生故障，需要多方聯(lián)系，站點恢復(fù)時效性較差，部分偏遠(yuǎn)山區(qū)站點無法保障每年2次的巡檢工作，管理難度大。

（2）通信升級快，設(shè)備完整性差。隨著我國第五代移動通信（5G）的高速發(fā)展，技術(shù)升級較大，前期建設(shè)的自動監(jiān)測站點通信模式2G/3G技術(shù)已落后并逐漸淘汰，且通訊基站升級更替，偏遠(yuǎn)的監(jiān)測站點通信往往得不到保障。另外設(shè)備長期暴露在野外，受現(xiàn)場條件影響較大，2013～2015年度建設(shè)的自動監(jiān)測設(shè)備運行至今已有5～7年，攝像頭、補光燈、電池等設(shè)備存在不同程度的老化、損壞、丟失等現(xiàn)象。雨量桶、氣泡式水位計容易塞堵，設(shè)備完整性較差，部分站點信息無法實時采集傳輸，通暢率達(dá)不到水文行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）專業(yè)人員缺乏，技術(shù)力量薄弱。山洪災(zāi)害防治非工程措施自動監(jiān)測站點的運行和維護(hù)任務(wù)重，需要專業(yè)的人員進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。大部分監(jiān)測設(shè)備安裝在鎮(zhèn)村，鎮(zhèn)村級水管人員并非遙測維護(hù)專業(yè)出身，且身兼多職，只能通過查詢監(jiān)測預(yù)警平臺數(shù)據(jù)，對自動監(jiān)測設(shè)備的運行情況進(jìn)行簡單的判斷與上報，無法應(yīng)對設(shè)備故障處理和突發(fā)情況。受機構(gòu)改革、職能調(diào)整的影響，人員流動性很大，鄉(xiāng)、村干部及預(yù)警信息人員變換快，培訓(xùn)難以及時到位，影響自動監(jiān)測前端及預(yù)警平臺系統(tǒng)發(fā)揮效益。

圖1 圖像識別系統(tǒng)

（4）運行維護(hù)費用高。2013年度至今我省共有141個山洪災(zāi)害防治自動圖像監(jiān)測站點合同質(zhì)保期到期，未來2年內(nèi)，將會有1409個自動圖像監(jiān)測站過保。按照水利部辦公廳下發(fā)的山洪災(zāi)害防治非工程措施運行維護(hù)指南要求，參照《山洪災(zāi)害防治非工程措施運行維護(hù)經(jīng)費測算參考資料》測算，一個自動圖像監(jiān)測站后期需要運行費1120元（委托看管費600元、通信費360元、材料費260元），維護(hù)費5115元（雨量站1875元、雷達(dá)水位站2725元、圖像站515元之和測算）。自動監(jiān)測站點按平均50公里測算異地維護(hù)費，每年汛前巡檢一次，每個點每次525元。一般山洪災(zāi)害防治縣，每年用于山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)前端監(jiān)測運行管理費用約在20萬元至40萬元之間，重點山洪災(zāi)害防治縣所需要的費用則更高。由于各級政府財力不同，部分縣區(qū)無法落實足夠的運維資金，這也加大了運行維護(hù)管理的難度。

4.運行維護(hù)模式技術(shù)探索及對策

（1）基于小程序的山洪災(zāi)害自動監(jiān)測維護(hù)手段。針對廣東省山洪災(zāi)害防治非工程措施自動監(jiān)測站點數(shù)量多、時效性強、監(jiān)測預(yù)警平臺技術(shù)含量高、監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)運行維護(hù)任務(wù)重的實際情況，可開發(fā)山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警運行維護(hù)小程序用于維護(hù)管理。后臺通過關(guān)聯(lián)責(zé)任人管理系統(tǒng)，獲取人員信息數(shù)據(jù)表，綁定其手機號，各級管理人員直接通過手機微信小程序，無需下載手機軟件和注冊，即可查看自動監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，包括在線情況、信號強弱、電池電壓等信息。一旦發(fā)現(xiàn)站點24h無數(shù)據(jù)傳回，可一鍵提交故障清單，直接通知運維人員進(jìn)行維護(hù)修理。還可利用故障處理情況欄目查看故障處理響應(yīng)情況等。除了能查看設(shè)備的運行狀態(tài)，還能結(jié)合水文氣象山洪預(yù)警預(yù)報信息，及早地開展設(shè)備運行管理應(yīng)對工作。通過使用維護(hù)小程序，能實現(xiàn)高效的監(jiān)管和運維，從根本上提高和改善山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的管理水平，使山洪災(zāi)害防御工作化更具主動性。

（2）利用圖像識別和數(shù)據(jù)挖掘的維護(hù)手段。自動監(jiān)測站點采集的數(shù)據(jù)能呈現(xiàn)區(qū)域內(nèi)實時降雨量、水位情況及變化趨勢，利用已建站點的所有歷史數(shù)據(jù)和周邊水文、氣象站點的歷史數(shù)據(jù)，包括歷史最高水位、歷史最大降雨量等信息，結(jié)合監(jiān)測預(yù)警平臺區(qū)域水雨情實時分布情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，可初步分析出當(dāng)前實時監(jiān)測數(shù)據(jù)是否處于合理值內(nèi)。一旦區(qū)域內(nèi)單個自動監(jiān)測站點產(chǎn)生奇異值時，還可利用已建的圖像識別系統(tǒng)（圖1所示），校驗數(shù)值的合理性，從而判斷監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)。并通過底層數(shù)據(jù)挖掘，分析出設(shè)備故障的原因，自動給出解決故障的方法，生成“簡潔”和有“針對性”的故障診斷信息，推送并通知運維人員，并把故障處理結(jié)果反饋運維管理人員。

（3）落實運維經(jīng)費，制定運維方案。根據(jù)水利部下達(dá)的年度建設(shè)任務(wù)和廣東省山洪災(zāi)害防治現(xiàn)狀，廣東省組織編制了《廣東省山洪災(zāi)害防治項目運行維護(hù)實施方案》,方案包含2020～2022年共三年的運行維護(hù)計劃，其中涵蓋1409宗自動監(jiān)測站點的運維保障，為廣東省山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系正常運行，高效發(fā)揮山洪災(zāi)害防治非工程措施的作用，有效減少山洪災(zāi)害人員傷亡和財產(chǎn)損失，全面取得脫貧攻堅勝利發(fā)揮了重要的作用。