中國作為一個(gè)多山丘的國家，山洪災(zāi)害事故發(fā)生頻繁自然就非常高，而對其防治則需堅(jiān)持“預(yù)防為主，防治結(jié)合”，通過建立一套具備完善預(yù)測、預(yù)報(bào)、預(yù)警能力和應(yīng)急指揮能力的“山洪災(zāi)害防御系統(tǒng)”，在山洪到來之前能發(fā)出預(yù)警信息，讓管理部門迅速且科學(xué)的做出決策，才能更好的保障民眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

自2009年“感知中國”的概念提出之后，物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)迅速發(fā)展，先后經(jīng)歷了以硬件創(chuàng)新為主和軟硬一體化解決方案的階段，目前物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、無線通信等相關(guān)學(xué)科已經(jīng)得了極大的發(fā)展，且在多個(gè)場景落地應(yīng)用，而山洪災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了災(zāi)害預(yù)測、預(yù)報(bào)、預(yù)警、應(yīng)急指揮的智能化，可以說這就是最好的場景化應(yīng)用實(shí)踐。

山洪災(zāi)害的預(yù)防的背景與需求

山洪災(zāi)害具有季節(jié)性強(qiáng)、易發(fā)性強(qiáng)、破壞性大等特點(diǎn)，災(zāi)害形成主要受暴雨的影響，故每年的5-9月為山洪災(zāi)害多發(fā)期。以2022年為例，入汛后，降雨總體偏多，平均降雨量較常年同期偏多，出現(xiàn)數(shù)十次較強(qiáng)降雨過程。中小河流洪水多發(fā)，全國逾百條河流發(fā)生超警以上洪水。

同年，水利部召開鞏固拓展水利扶貧成果同鄉(xiāng)村振興水利保障有效銜接工作會議強(qiáng)調(diào)，圍繞鄉(xiāng)村防洪減災(zāi)，加大水旱災(zāi)害防御薄弱環(huán)節(jié)建設(shè)。黨的二十大提出做好山洪災(zāi)害防御工作，確保人民群眾生命安全意義重大，一旦發(fā)生重大險(xiǎn)情、災(zāi)情、雨情，能及時(shí)做好各項(xiàng)防范工作，盡最大限度保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。2023水利部將推進(jìn)山洪災(zāi)害防治開展作為鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)工作之一，全面提升監(jiān)測預(yù)警能力、配備簡易監(jiān)測預(yù)警設(shè)施等山洪災(zāi)害防治非工程措施建設(shè)，實(shí)施163條重點(diǎn)山洪溝防洪治理，全面完成《全國山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目實(shí)施方案（2021—2023年）》任務(wù)。

近年來我國極端天氣事件頻發(fā)重發(fā)，山洪災(zāi)害造成人員傷亡事件仍然時(shí)有發(fā)生，防御工作仍存在局地極端暴雨天氣監(jiān)測預(yù)報(bào)精度不高、社會化預(yù)警信息覆蓋面不足、防御預(yù)案不完善、部分干部群眾避險(xiǎn)自救意識和能力有待增強(qiáng)等短板和薄弱環(huán)節(jié)?？梢娙娼ㄔO(shè)山洪預(yù)警監(jiān)測設(shè)施勢在必行，且重點(diǎn)要在.擴(kuò)大山洪預(yù)警信息覆蓋面、綜合預(yù)警預(yù)報(bào)平臺數(shù)據(jù)匯聚、實(shí)時(shí)監(jiān)測水雨情信息、根據(jù)監(jiān)測信息及時(shí)發(fā)布預(yù)警信等方面。

山洪災(zāi)害預(yù)警是在各種原始監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)分析對比的基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果來決策預(yù)警信息。山洪預(yù)警系統(tǒng)主要由水情監(jiān)測系統(tǒng)、預(yù)警中心系統(tǒng)及預(yù)警發(fā)布終端系統(tǒng)等組成，各監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)時(shí)或間隔采集各項(xiàng)水文數(shù)據(jù)，如雨量、水位、流速等，并通過GSM/GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳到預(yù)警中心系統(tǒng)，中心系統(tǒng)將所得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，為預(yù)警決策系統(tǒng)提供依據(jù)。當(dāng)預(yù)警決策系統(tǒng)得出預(yù)警信息后，預(yù)警系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)信息或語音形式向預(yù)警終端發(fā)出預(yù)警信息。

山洪預(yù)警系統(tǒng)的感知、通信與預(yù)警

山洪往往來得很急，這是由于山洪溝地區(qū)的特殊地理環(huán)境造成的，對于下游的人來說總感覺是突如其來的，但其實(shí)在山洪爆發(fā)前，上游早有預(yù)兆，如果在山洪溝上游的重要區(qū)域設(shè)置水雨情監(jiān)測站，就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，盡早采取措施，這就離不開物聯(lián)網(wǎng)的前端感知層。

感知層可以對險(xiǎn)情前的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集，它利用物聯(lián)網(wǎng)感知層的RFID、傳感器、視頻監(jiān)控、定位等技術(shù)，在地形復(fù)雜、偏遠(yuǎn)的山洪易發(fā)區(qū)合理布置水位計(jì)、雨量計(jì)、視頻設(shè)備等終端，自動采集雨量、水位、地表變化等信息，全面感知山洪誘發(fā)因子，很大程度上減少了人工監(jiān)測的難度，可提高監(jiān)測效率和頻度，也能降低人工監(jiān)測帶來的錯(cuò)誤和誤差，為下一步?jīng)Q策提供全面的數(shù)據(jù)支撐。

由于山洪易發(fā)區(qū)分布廣泛且地形復(fù)雜，處于山區(qū)坡高谷深的山洪災(zāi)害自動監(jiān)測站點(diǎn)往往缺乏衛(wèi)星通信信道，有線網(wǎng)絡(luò)很難覆蓋或者覆蓋成本高，進(jìn)而影響山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警信息傳送難，防御難度大，因此無線通信技術(shù)在山洪預(yù)警系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。從傳統(tǒng)的2G/3G/4G到現(xiàn)在火熱的NB-IoT/LoRa等低功耗技術(shù)，各項(xiàng)無線通信技術(shù)在山洪預(yù)警中大顯身手，很好地解決了監(jiān)測自動化程度低、傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋不夠等問題，為山洪預(yù)警提供了堅(jiān)強(qiáng)可靠的信息傳輸通道。當(dāng)前也有基于5G+北斗短報(bào)文的山洪災(zāi)害預(yù)警解決方案，一旦出現(xiàn)惡劣天氣情況或是特殊災(zāi)害環(huán)境中，北斗短報(bào)文可自動開啟進(jìn)行自動化監(jiān)測與采集，實(shí)現(xiàn)在信號弱、無公網(wǎng)的無人值守之地的水雨情信息采集和回傳，全面提升山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警方案的數(shù)字化、智能化水平。

在平臺層面，結(jié)合GIS的山洪預(yù)警監(jiān)測平臺通過對數(shù)據(jù)信息匯集、綜合分析，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)了解滑坡、崩塌、泥石流監(jiān)測點(diǎn)的安全情況，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測預(yù)警設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、巡查簽到和險(xiǎn)情上報(bào)等功能，將復(fù)雜的水文模型、水利模型用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)，根據(jù)分析結(jié)果做預(yù)警決策，根據(jù)危急等級及山洪可能危害范圍的不同，選取適宜的預(yù)警程序方式，將預(yù)警信息及時(shí)、準(zhǔn)確地傳送到山洪災(zāi)害可能危及的區(qū)域，從而使接收到預(yù)警區(qū)域的人員能根據(jù)山洪災(zāi)害防御預(yù)案，及時(shí)采取預(yù)防措施，最大限度地減少人員傷亡及人民群眾的財(cái)產(chǎn)損失。

預(yù)警信息發(fā)布終端的主要任務(wù)是將中心子系統(tǒng)的決策信息以各種方式通知預(yù)警區(qū)內(nèi)的相關(guān)人員與人民群眾做好災(zāi)害的防患準(zhǔn)備工作。當(dāng)監(jiān)測信息達(dá)到山洪災(zāi)害的臨界點(diǎn)時(shí)，平臺將預(yù)警信息下達(dá)到各村鎮(zhèn)、村小組、入戶三級預(yù)警廣播聯(lián)動體系，再由無線預(yù)警廣播機(jī)通過手機(jī)、短信、電話、調(diào)頻廣播、本地對講機(jī)、MP3錄音、麥克風(fēng)、數(shù)據(jù)推送等多種方式，將預(yù)警信息第一時(shí)間通知到山洪易發(fā)區(qū)相關(guān)部門，提前做好轉(zhuǎn)移準(zhǔn)備，以最大限度的降低災(zāi)害帶來的財(cái)產(chǎn)損失及確保人民群眾的人生安全。

在山洪溝中下游也不可輕視，這里人員密集，而且農(nóng)田、村居、城鎮(zhèn)、交通設(shè)施等眾多，可以通過在山洪溝沿線、中下游重點(diǎn)區(qū)域布設(shè)視頻站、水位站，對水位突變等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測實(shí)時(shí)監(jiān)測，提前做好避險(xiǎn)措施。當(dāng)上游出現(xiàn)水雨情異常，聯(lián)動警戒系統(tǒng)、短信進(jìn)行提醒，及時(shí)采取避險(xiǎn)措施。另外，和山洪往往相伴而來的，還有山體滑坡災(zāi)害，如果單靠人工巡查，不僅監(jiān)測難、精度低，而且無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)測，在特殊點(diǎn)位可以部署安裝相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測山體滑坡狀態(tài)并進(jìn)行告警。當(dāng)遇到滑坡時(shí)，首先不要順坡跑，而應(yīng)向兩側(cè)逃離。當(dāng)遇到高速滑坡無法逃離時(shí)，不要慌亂，如果滑坡呈整體滑動，可原地不動或抱住大樹等物。當(dāng)遇到泥石流時(shí),要向泥石流前進(jìn)方向的兩側(cè)山坡跑，切不可順著泥石流溝向上游或向下游跑，更不要停留在凹坡處。同時(shí)，要注意避開河道彎曲的凹岸或地方狹小高度又低的凹岸，不要躲在陡峻山體下，防止坡面泥石流或崩塌的發(fā)生。

最后

暴雨等惡劣天氣給我國雨季防洪工作帶來了很大困難，嚴(yán)重的暴雨會直接給國家和社會帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，也會威脅到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。只有加強(qiáng)各地區(qū)雨水防洪工作的整體監(jiān)測和預(yù)報(bào)效率，才能使防洪工作穩(wěn)步開展。

可喜的是，物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略已上升到國家戰(zhàn)略，隨著雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的自動控制和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)燃夹g(shù)被應(yīng)用到地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中，大大提高了災(zāi)害監(jiān)測的自動化水平。未來，將會有更多新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到山洪預(yù)警中，造福人類，造福社會。