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摘要：以甘肅省天祝縣三岔溝、石門溝小流域實施的非工程措施建設項目為例，對比分析了兩套建設方案的優缺點，提出了在地廣人稀群眾居住分散的地區適宜推廣三岔溝小流域采用的“新型小流域山洪入戶預警系統”預警方式，在山大溝深居民居住較為集中的地區適宜推廣石門溝小流域采用的“預警平臺+簡易站+無線廣播+顯示屏”預警方式，為其他兄弟縣山洪災害非工程措施防治項目建設提供借鑒。

關鍵詞：預警方式；山洪災害非工程措施；小流域

甘肅省境內地貌復雜多樣，山脈縱橫交錯，高山、盆地、平川、沙漠和戈壁等地形地貌兼而有之，海拔相差懸殊，復雜的地形地貌是誘發山洪災害的基礎條件，再加上青藏高原的地形作用，氣候多變，各區域的降水空間和時間分布十分不均勻，氣象災害頻發，局部暴雨常引發山洪、滑坡、泥石流等災害。長期以來，甘肅省防災減災任務十分艱巨繁重。近年來，甘肅省開展了較大規模的山洪災害防治項目建設工作，取得了顯著的經濟和社會效益。本文通過對甘肅省天祝縣項目建設情況進行探討、總結小流域山洪災害防治非工程措施建設經驗，為各地后續項目建設提供參考。

1天祝縣概況及山洪災害特點

天祝藏族自治縣（簡稱天祝縣）位于甘肅省中部，為甘肅省武威市下轄縣，全縣總面積7149.8km2，轄11鎮8鄉174個行政村20個居委會，有藏族、漢族、土家族、回族、蒙古族等28個民族，總人口23萬人。境內有石羊河流域金塔河、雜木河、黃羊河、古浪河、大靖河、西營河6條內陸河，黃河流域大通河、金強河2條外流河（圖1）。天祝縣地處祁連山東端高海拔地區，是石羊河流域暴雨高發區，山洪災害十分頻繁。山洪災害不僅對當地基礎設施造成毀滅性破壞，而且對人民群眾的生命財產安全構成極大的損害和威脅，已成為當前防災減災中的突出問題，是天祝縣經濟社會發展的重要制約因素之一。天祝縣山洪災害有如下幾方面的特點：（1）季節性強，頻率高。山洪災害主要集中在汛期，特別是主汛期，有80%以上的山洪都發生在6—8月。（2）區域性明顯，易發性強。位于暴雨中心區的山丘區，暴雨時極易形成具有沖擊力的地表徑流，導致山洪暴發，形成山洪災害。（3）山洪來勢迅猛，成災快。山丘區因山高坡陡，溪河密集，降雨迅速轉化為徑流，且匯流快、流速大，降雨后半小時內即成災受損，防治難度大。（4）破壞性強，危害嚴重。山洪災害往往伴隨滑坡、崩塌、泥石流等地質災害發生，往往造成公路中斷、耕地沖淹、房倒人亡的嚴重后果。另外，天祝縣地形復雜，溝壑縱橫，受地形條件限制，主河道多為長窄型，居民點分布于河岸、河道內，甚至處于幾條支流的交匯處，加之防洪工程少、標準低，植被破壞嚴重，地表涵養水分能力減弱，客觀上加劇了災害。

2山洪災害防治非工程措施項目建設模式

2015年12月，國家防汛抗旱指揮部辦公室防汛辦函字〔2015〕52號文《關于印發2016年山洪災害防治示范縣建設指導意見的函》，為規范并推進2016年山洪災害防治示范縣建設，甘肅省抗旱防汛指揮部辦公室根據前期山洪災害頻繁嚴重且前期山洪災害項目建設積極性高，技術力量較強、工作基礎較好的情況，推薦武威市天祝縣和天水市秦州區作為甘肅省山洪災害防治項目建設的示范縣，利用示范縣建設起到帶頭和標桿作用。

2.1示范區域范圍選取

2.1.1示范區域選取應滿足的條件（1）山洪災害頻繁嚴重或近期發生過較為嚴重的山洪災害；（2）所在鄉鎮建設積極性較高；（3）技術力量較強且工作基礎好；（4）運行維護經費有保障。

2.1.2示范建設范圍除縣級監測預警平臺、群測群防、運行維護等內容為全縣范圍外，根據資金規模等情況，應至少重點選取2～3個鄉（鎮）或2～3個小流域開展。選擇開展示范建設的小流域，面積一般為20～200km2，水文特性和地形地貌有典型性、代表性，且洪水發生頻次較高，人口分布相對密集。

2.2選取范圍

結合以上原則及天祝縣山洪災害防治建設的實際情況，整個示范縣建設選取代表性強，曾經發生過山洪災害的2個小流域作為本次示范縣建設的重點。（1）三岔溝小流域：華藏寺鎮的南山村、陽山村及中莊村；（2）石門溝小流域：石門鎮馬營坡村、石門村及維芨灘村，石門森林公園、民族風情度假村，流域分布見圖2。

2.3研究區域內小流域情況

（1）三岔溝。是黃河流域莊浪河（金強河）的一級支流，隸屬天祝縣華藏寺鎮。地理位置東經103ο09′，北緯37ο59′，高程2310～3054m之間，距縣城東南15km處。該流域面積102km2,植被覆蓋度19.4%。溝壑密度3.1km/km2。流域內年降水量330mm，蒸發量1608mm，每年5—10月為暴雨頻發期。據調查，1983年6月6日至2015年6月共發生洪災12次，洪水淹沒農田1286畝，沖毀道路35.3km,橋涵38座，渠道12.8km，人飲管道8.3km，防洪堤15.6km，農電線路78.2km，通信線路66.4km，林地164畝，死亡大牲畜536頭，小牲畜2070只，居民財產損失183萬元。洪災造成直接經濟損失4046.9萬元。（2）石門溝。隸屬天祝縣石門鎮。地理位置東經102°53′，北緯35°59′，高程2850～3786m之間，距縣城西北20km處。流域面積111km2，溝壑密度1.727km/km2，植被覆蓋度50.5%。流域內年降水量340mm，蒸發量1536mm,每年5—10月為暴雨頻繁發生區。據調查，1984年8月3日至2015年6月7日共發生洪災12次，洪水淹沒農田720畝，沖毀道路20.1km，橋涵36座，渠道8.5km，防洪堤22.5km，農電線路30.5km，通信線路54.5km，林地258畝，公園1處，死亡大牲畜664頭，小牲畜2072只，洪災造成直接經濟損失5072.6萬元。

2.4建設內容

（1）石門溝小流域采用“預警平臺+簡易站+無線廣播+顯示屏”預警方式，新建馬營坡村委會、石門鎮政府、維芨灘村委會、石門村委會、石門水庫、峽門水庫6個入戶型簡易雨量報警站以及維芨灘、峽門、旅游景點3個入戶型簡易水位報警站。上述簡易雨量報警站和簡易水位報警站分別與馬營坡、河灣、車路溝、維芨灘和峽門預警廣播站及石門鎮政府預警顯示屏無線連接（圖3）。（2）三岔溝小流域采用“新型小流域山洪入戶預警系統”預警方式，新建中莊、陽山2個入戶型簡易雨量報警站，南山、中莊2個入戶型簡易水位報警站，分別通過3套無線中繼站，與150個家庭版入戶報警器、4個專業版入戶報警器、4套室內呼叫器、4套室外呼叫器及中莊、水務局預警顯示屏無線連接（圖4）。

3山洪災害防治非工程措施建設方案對比分析

3.1預警方式對比

石門溝小流域采用“預警平臺+簡易站+無線廣播+顯示屏”預警方式，預警及時、可利用現有無線預警廣播站且設備故障率低，遇有強降雨天氣過程可通過簡易雨量站、簡易水位站實時監測水雨情，超臨界量值后簡易雨量站、簡易水位站第一時間自動發送預警信息至預警廣播站、預警顯示屏和相關防汛責任人，由廣播站、顯示屏和各責任人同時預警信息至農戶。三岔溝小流域采用“新型小流域山洪入戶預警系統”預警方式，系統緊密結合山洪災害調查評價成果，結合小流域山洪突發特點研發新型山洪監測預警系統。該系統由入戶型簡易雨量站、入戶型簡易水位站、入戶報警器、預警信息屏、防汛呼叫器、無線中繼站組成（圖5）。該系統預警范圍廣，可通過聲、光、語音、數據和顯示屏的形式，第一時間預警到戶到人，適用于山洪災害威脅區農戶，尤其對“空巢”家庭、孤寡老人及部分視聽殘疾農戶，能在夜間人們熟睡期間有效預警防御山洪，同時通過呼叫器可二次預警到農戶及室外。

3.2預警能力對比

石門溝小流域預警方式主要通過預警廣播、預警顯示屏和手機短信，預警范圍小不能直接預警到戶。三岔溝小流域預警方式主要通過家庭版入戶報警器、專業版入戶報警器和預警顯示屏預警，同時室內呼叫器、室內呼叫器可二次預警，預警范圍廣，可直接預警到戶到人。綜合兩種預警方式特點的對比分析，在地廣人稀群眾居住分散的地區適宜推廣三岔溝小流域采用的“新型小流域山洪入戶預警系統”預警方式，在山大溝深居民居住較為集中的地區適宜推廣石門溝小流域采用的“預警平臺+簡易站+無線廣播+顯示屏”預警方式。3.3建設及運行成本對比石門溝小流域預警方式建設成本10.91萬元，運行成本1080元；三岔溝小流域預警方式建設成本48.96萬元，運行成本1200元。(成本數據參考“2018天祝示范縣情況匯報”)從建設運行維護成本方面對比：石門溝小流域預警方式建設成本較低，能利用前期已建設的預警廣播，且運行成本也相對較低；三岔溝小流域采用監測預警新技術、新設備，前期建設費用較高，且運行成本較高。3.4設備運行穩定性和故障率對比石門溝小流域主體通過SIM卡運營商傳輸數據，運行穩定性強且故障率較低，但通信信號中斷后整個系統將無法使用；三岔溝小流域采用新技術、新設備，主要通過無線中繼站傳輸數據，運行穩定性一般且故障率較高，但只要確保中繼站正常運行，在通信信號中斷時系統仍能預警。3.5兩種預警方式的優缺點石門溝小流域采用的“預警平臺+簡易站+無線廣播+顯示屏”預警方式：優點是建設運行成本較低，可利用已建成的無線預警廣播站，通過SIM卡運營商傳輸數據穩定和設備故障率低。缺點是預警范圍較小，只能向附近1km范圍的預警廣播等設備預警信息，另外在SIM卡通信信號中斷后系統不能再預警。特點是與以往安裝的簡易雨量站和無線廣播站比較，不再單一的采用人工預警，而是直接由簡易雨量站向預警廣播、預警顯示屏和相關責任人發送預警，預警更及時更快捷。三岔溝小流域采用的“新型小流域山洪入戶預警系統”預警方式：優點是預警范圍廣、方式多，通過呼叫器可二次預警，利用無線中繼站傳輸數據在通信信號中斷后仍可預警信息。缺點是建設運行成本較高，設備運行穩定性一般且故障率較高，新型電子設備使用壽命短。特點是以往安裝的設備比較，預警信息第一時間直接到戶到人，有效解決了預警最后“一公里”的問題。

4效益分析

（1）示范效益。作為示范縣，應起到帶頭作用以及標桿作用，建成后為其他兄弟縣山洪災害非工程措施防治項目建設積累經驗，建立標準，探索可行之處。（2）社會效益。項目實施后，將進一步提高天祝縣山洪災害防御精細化管理水平，全面提高山洪災害防御能力和山丘區基層防洪指揮決策水平，受山洪災害威脅的人民群眾生命財產將得到更加有效的保護，有利于維護天祝縣社會穩定，促進社會發展。（3）經濟效益。項目實施后，將提高縣及各鄉鎮的社會經濟發展布局，有效規避山洪災害風險；山洪災害防治監測預警能力明顯提高，為山洪災害發生時的重要資產轉移爭取寶貴時間，集中居民點等所在的重點鄉鎮的防洪能力明顯增強，經濟效益顯著。

5結論及建議

綜合兩種預警方式特點的對比，天祝縣建設的兩種小流域預警方式在預警方面較以往安裝的站點更迅捷、更廣泛、更全面，在今后的項目建設中各地主要采用哪種預警方式，需要因地制宜，因各有優劣，由各地結合自身實際分析確定。根據其各自的適用特點擇優選取建設，建設后將有效解決預警最后“一公里”的問題。2018年5月，該縣“山洪災害防治預警系統研究與應用”課題，在甘肅省水利廳組織的水利科技項目成果評審中，榮獲水利科技進步一等獎，為今后山洪災害防御提供了寶貴的經驗。兩種山洪災害監測預警新技術、新設備，自建成以來，在2017年和2018年汛期試運行期間，共預警174次，預警信息1620條，啟動預警廣播165次，有效防御山洪災害，避免了人民群眾生命財產損失。

參考文獻

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作者：彭倩 單位：甘肅省水土保持科學研究所