山洪灾害雨量报警器的功能及技术指标简介

(一)发展历程与技术现状

简易雨量报警器(图5-1)是在山洪灾害防御实际工作中创造出来的,并经不断改进升级。早期配置的简易雨量观测器,根据区域内雨情的临界值或降雨强度,在承水器皿外划分警戒等级、标注明显的预警标志。为观测方便,重庆、福建、陕西等省(直辖市)因地制宜,在简易雨量筒的底部加装一根塑料管,将雨量筒收集的雨量引到室内量测。这种做法测量精度稍差,但足以满足山洪灾害预警的需要,尤其是晚上、狂风暴雨时量测雨量非常方便。

图5-1　不同时期的简易雨量(报警)器

随着使用和不断总结改进,新技术不断被采用,简易雨量报警器得到进一步改进,尤其是增加室内报警装置,具备雨量实时监测、信息显示和多时段雨量声光报警功能。现状的简易雨量报警器由室外承雨器和室内告警器两部分组成。室外承雨器采用翻斗式雨量计采集降雨,通过200mm口径的承雨口收集雨水。室外承雨器采集到的雨量数据通过无线或有线传输发送至室内告警器。室内报警器具有雨量统计功能,通过微处理器分析和判断降雨数据,达到临界雨量时发出声、光、语音多种方式警报,警告群众警惕可能暴发的山洪并开始组织转移。

伴随着物联网技术的发展,近年又出现了“一对多”的面向社区的山洪灾害雨量预警系统(图5-2),可实现一处监测,多处入户报警。入户报警器具有接收从雨量监测站传来的实时雨量以及预警信息显示和播报功能,当雨量超过预设阈值时可通过声、光、数据显示三重报警形式及时向屋内居民发出预警。入户报警器采用家庭日用品与报警器结合的亲民形态,入户报警器配置直流备用电源,供交流停电时使用。

相比原有的简易雨量报警器,山洪灾害雨量预警系统以小流域为单元布设,近似获取社区(村组)所在流域暴雨中心(上中游)雨量,解决了以往设备只能获取村组所在地雨量的问题;实现单点对多点入户报警,解决了依靠人力去接力传递预警信号的困难;室内报警器结合家用品设计,群众有保管的积极性,解决了原有设备因使用频次低而导致保管和维护的困难。

图5-2　“一对多”山洪灾害雨量预警系统组成图

(二)功能及技术指标

简易雨量报警器由室外雨量传感器、室内报警器组成。主要功能要求和技术指标见表5-1与表5-2。

表5-1　简易雨量报警器主要功能要求

表5-2　简易雨量报警器主要技术指标

(三)预警指标设置(www.xing528.com)

临界雨量是指一个流域或区域发生山溪洪水可能致灾时,即达到成灾水位时,降雨达到或超过的最小量级和强度。基本分析思路是根据成灾水位,采用比降面积法、曼宁公式或水位流量关系等方法,推算出成灾水位对应的流量,再根据设计暴雨洪水计算方法和典型暴雨时程分布,反算洪峰达到成灾流量的各个预警时段的降雨量。雨量预警指标要素包括时段及其对应雨量两个要素,具体表现为各个预警时段的临界雨量以及各预警时段的准备转移雨量和立即转移雨量。

(四)布设与安装

(1)重点防治区内所有乡(镇)、行政村和自然村,一般防治区内所有乡(镇)和行政村均配置安装简易雨量(报警)器。在人员比较分散且受山洪威胁较大的自然村,可适当增加。

(2)布设雨量站时需充分考虑地形因素,监测场地应避开强风区,不宜设在陡坡上或峡谷内,其周围应空旷平坦,不受突变地形、树木和建筑物以及烟尘等因素的影响。

(3)站点布设时还要充分考虑通信、交通和运行管理维护等条件。

(五)保管与维护

(1)定期对仪器进行日常维护,及时清理室外承雨器筒内异物,避免树叶等杂物落入雨量筒,影响观察精度,检查翻斗是否翻转灵活,检查雨量传感器与报警器之间的通信状态,及时更换电池,测试各项功能是否正常等。

(2)定期测试简易雨量报警器功能是否正常,检查雨量预警指标是否与预案数值一致。

(3)监测员应熟练掌握雨量报警器的操作使用方法,并将操作使用说明卡张贴于室内报警器临近位置。

链接:简易雨量报警器测评

简易雨量报警器是山洪灾害群测群防的重要监测预警手段之一,应用面广、使用量大,其实用性、可靠性、耐久性、经济性、易维护性十分重要。为指导各地选择适宜的简易雨量报警器,统一技术要求、指导生产、规范市场,受国家防汛抗旱总指挥部办公室委托,水利部科技推广中心和水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心组织制定了《简易雨量报警器测评办法》,确定了简易雨量报警器测评内容和指标,委托水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心进行抽样检测,于2011年10月、2012年10月、2014年12月分三次进行了简易雨量报警器测评。

第一次测评中,7个厂家11种型号设备参评,9个型号通过测评。

第二次测评中,7个厂家7中型号参评,全部通过测评。

第三次测评中,6个厂家12种型号设备参评,全部通过测评。

纵观历次测评,各个厂家所生产的简易雨量报警器部件材质质量、功能参数逐步提高,产品外观、操作界面更加人性化,也更加贴近山洪灾害群测群防需求。