青岛市城市积水感知预警监测站建设方案探讨

崔峻岭 时青 孙世霞

摘要：本文根据青岛市城市防洪和城市管理的需要，在重要低洼路段、立交桥、铁路涵洞等积水点建设城市积水感知预警监测站，通过对积水点积水深度、水位、温度、流速、宽度和涨落率等指标的监测，利用多媒体发布设施进行信息的实时采集、显示和发布，有效提升城市防洪的预警和处理能力，提高防汛调度、城市基础设施管理的科学性和应急能力。

关键字：城市 积水感知预警 监测站 方案探讨

中图分类号：TN931.3 文献标识码： A 文章编号：

1概况

1.1地理位置

青岛市地处山东半岛南部，位于东经119°30′～ 121°00′、北纬35°35′～37°09′之间。东部濒临黄海，与朝鲜半岛和日本列岛隔海相望，东北与烟台市毗邻，西与潍坊市相连，西南与日照市接壤，是我国华东地区重要的沿海开放城市之一。

1.2建设必要性

青岛为海滨丘陵城市,地势起伏多变、错综复杂，城市道路大多沿沟谷迂回绕行、道路弯曲、坡度较大，受地势及城市下垫面的改变致使洪水的产汇流速度加快，再加青岛市暴雨形成主要是受台风影响，暴雨时风大浪急，洪水受潮水顶托，极易造成城市低洼路段积水、河道漫溢、山洪地质灾害等现象的发生，对城市安全及人民生命财产安全造成不可估量的损失。

目前，青岛市城市积水监测设施较为薄弱，监测手段落后，预警预报信息化水平较低，因此，建设现代化的城市积水感知预警监测站是提高城市应急反应能力，是减少城市暴雨洪水造成市民伤亡、财产损失的有效途径。

2建设原则

2.1 统一规划

以历史暴雨中的实际积水情况为参考，对所有监测点的布置进行统一确定。要做到监测点的代表性，在面上要分布均匀，但在个别地势较高路段确定不会发生沥涝的地段可减少布点，在重点路段和历史沥涝严重路段加强监测。

2.2科学划分

以现有城市泄洪的设计方案的划分规则为依据，对城区范围进行划分。若划分过细，可以相邻的田字格形式进行组合为最小单位，划分时还要结合具体的地势起伏情况，使同一单位内的高程差保持在一定的范围内。将同一单位内易发生淹的地势最低点做为监测点。

2.3突出重点

重点路段和建筑要重点监测（城区内立交桥下、低洼路段、铁路涵洞）。车流量较大的或周围有重要机构、设施、保护建筑等重点路段，若发生渍涝将会造成较大损失和影响，在布点时除了要在该路段的可能淹没处布点外，还要在其管道的上游或径流的中下游进行沿途监测，形成数据链条。

3建设设计方案研究

3.1 基础设施

3.1.1积水、道路监测设施设备

建设雷达水位计、红外测温仪、雷达电波流速仪、路面状态基础平台。遥测水位计基础采用立杆监测，立杆采用直径150mm的镀锌钢管，长度为5m，钢管深入基础1m，立杆应与水面垂直。立杆最高处伸出一米长横臂安装雷达水位计，雷达水位计探头垂直打射水面。

3.1.2 LED显示屏及雨量监测设施设备

建设户外LED屏安装基础平台，利用合理设计内嵌雨量计安装平台及其他硬件设备（智能遥测终端、视频服务器等）安装保护箱。

3.1.3视频监控设备

建设视频监控设备架杆基础平台，可与积水监测设备共用。

3.2 技术装备

根据市区各低洼地的实际情况，新建城市积水感知预警监测站主要配置的硬件设备有：

⑴水位设施设备。安装雷达水位计及智能遥测终端。

⑵视频监控设备。安装红外高清摄像机及网络视频服务器。

⑶媒体发布设备。安装户外LED显示屏及多媒体发布终端。

⑷雨量观测设备。安装翻斗式雨量计及智能遥测终端。

⑸水文设施设备。安装红外测温仪及智能遥测设备。

⑹积水流速设施设备。安装雷达电波流速仪及智能遥测终端。

⑺路面状态设施设备。安装路面状态监测仪及智能遥测终端。

⑻声光报警设施设备。安装红外探测仪及声光报警装置。

3.3站点监测方式及工作体制

监测站采用无人值守的管理模式，通过宽带专线实现图像信息的采集传输，通过GPRS/GSM实时在线或短信方式实现积水信息的自动采集、传输，城区积水感知预警监测站的积水、路况数据信息采用自报式、查询—应答式相结合的遥测方式和定时自报、事件加报等工作体制；图像信息采用本地存储—远程访问的工作体制；非汛期或非积水期户外LED显示屏用来实现多媒体发布功能，用以满足涉众信息的发布与公告；声光报警主要针对会造成人身或财产安全的积水低洼地区，采用提前警告的方式，提醒相关涉危人员及车辆。

3.4积水感知预警监测站功能展示

3.4.1城市防洪信息发布

在每个积水感知预警监测站设立一处1.6m×1.2m的户外全彩LED显示屏，显示屏与本地监测设备链接，实现本地监测数据的实时显示，同时在本地安装媒体发布终端，用以支持该系统的多媒体发布功能，该LED显示屏安装基础可专门进行外观设计，做到美观大方，力求与城市建设、绿化保持一致。

3.4.2积水信息监测

积水信息的监测主要包含：积水深度、水位、温度、流速、宽度和涨落率；积水深度和水位的测量通过雷达式水位计来实现，雷达电波流速仪用来测量积水的流向和流速，红外测温仪用来测量积水的水温，通过监测点地形的测绘模型及监测水位的即时变化来计算积水的涨落率和积水覆盖宽度。

3.4.3路面状况监测

随着天气的变化道路的路面状况也同样在变化，通过路面状态传感器可实时监测路面的的水膜厚度、积雪厚度和结冰厚度，为易积水低洼路段的城市交通提供信息支持，为交通安全提供信息保障。

3.4.4远程视频监控

积水及路面状况监测都是通过相应传感器来实现数据监测，而要更加全面的了解低洼地段积水的实际状况，远程视频监控是更加直观的手段，通过在监测点安装红外摄像机和网络视频服务器实现远程视频监控功能，利用网络可随时随地调用各个监测点的视频图像，为城市防洪提供更加可靠地信息支持。

3.4.5声光预警

在距离低洼地点的安全距离临界处设立声光报警装置，当低洼地点发生危险积水或危险路况时，提前对行人和车辆予以警告，该功能主要通过智能红外探测器和声光报警装置来实现，语音报警主要播报危险警告和积水、路况信息，灯光报警主要通过警示灯光来实现对行人和车辆的提示。

3.5信息发布平台

信息发布平台由分析调度和决策中心组成，是青岛市城市积水监测综合分析处理和展示层面，通过数理统计、智能分析和GIS动态化展示技术，实现对青岛市城市积水信息的面状实时分析、展示和智能推演，对各积水感知预警监测站情况的线状分析、展示和智能推演，实现对空中、地表水资源的立体化和全面监控，通过网络、短信等方式实时向市民发布，进而实现对城市防洪的综合管理。

4结语

青岛市城市积水感知预警监测站的建设，汇集积水信息、雨量信息、路况信息于一体，通过对信息的实时采集、显示和发布，将显著提升城市防洪的预警和处理能力，提高防汛调度、城市基础设施管理的科学性，有效减少城市洪水、内涝对城市居民生命财产造成的损失。为公众提供准确、可靠、直观的公共信息服务，从而发挥巨大的社会、环境和经济效益。

参考文献：

[1] 陆桂华，朱昌福，马倩等.江苏城市水文的实践与思考.水文.2011(1):88-90.

[2] 朱丽向，对城市河道治理规划问题的探讨[J].水利规划与设计. 2009(2):6-7.

[3] 贺清录，邵明星等.河道与城市防洪[J].生态与防洪.2008(6):42-43.

[4] 徐国宾，任晓枫.河道渠化治理研究[J].水利水电科技进展.2002.22(5):17-20.

作者简介：崔峻岭，1978.12，2005年7月毕业于山东农业大学，工学学士学位，现工作于青岛水文水资源勘测局，工程师，主要从事水文水资源管理、城市防汛抗旱、水文预报、水文勘测计算分析等工作。