1.3　水位预警

1.3.1　水位预警的概念和作用

水位预警是通过分析防灾对象上游一定距离内水位站的洪水位，将该洪水位作为水位预警的指标，根据预警对象控制断面成灾水位，是推算上游水位站相应水位的一种预警方式。

以溪河洪水为主的山洪采用水位预警的方式，具有物理概念直接、可靠性强、适用范围广的优势，尤其适用于支沟主沟汇流洪水顶托、流域内有调蓄工程、地下河或雪山融水等情况的山洪预警。水位监测站配合本地化的预警设备还可以对强行涉水过河、漂流、河边宿营等情况起到警示作用。

依据雨量预警指标和面雨量计算方法，能够比较准确地进行小流域洪水分析与预报，及时发布山洪灾害预警信息，为山洪应急响应提供充足的救灾时间。

1.3.2　水位预警的优点

1.物理概念直接

山洪灾害主要是由降雨引起的河溪洪水、滑坡、泥石流等灾害。根据2012—2015年山洪灾害事件统计，造成人员伤亡的山洪灾害事件中50%以上为河溪洪水灾害。对于河溪洪水灾害，当前主要采用雨量预警或水位预警。对于当地群众而言，最为熟悉的指标是本地河流上涨幅度，采用水位预警指标物理概念相对直接。在山洪灾害预警预报中，判断一个居民点是否会发生山洪灾害，最终都要归结为比较溪沟或者河道里的洪水位与预警点居民区高程的关系，即洪水位与成灾水位的关系。与雨量预警指标相比，水位预警指标概念更明确，省去了雨量预警指标中由降雨推求洪水的过程，使用更方便。

2.可靠性强

由降雨发展为河溪洪水是一系列复杂的水文过程，当前的水文模型一般包括产流、坡面汇流、河道洪水演进等，雨量预警时，常常受到降雨预报不准确、水文模型不合理、人为活动等因素影响，而水位预警则省去了由雨转换为水的过程，可靠性更强。

3.适用范围广

以溪河洪水灾害为主的山洪沟防洪治理采用水位预警的方式，具有物理概念直接、可靠性强、适用范围广的优势，尤其适用于支沟主沟汇流洪水顶托、流域内有调蓄工程、地下河或雪山融水等情况的山洪预警，对于这种类型的山洪，降雨和洪水没有直接对应关系，也就无法利用雨量进行预警，而水位预警不受降雨的影响，因此可以对该类山洪进行较准确地预警。相比雨量预警，水位预警对应的响应时间较短，缺少了产流、汇流的时间，只有洪水演进的时间可以利用。

1.3.3　水位预警的方法

1.简易水位报警器

简易水位站是随着山洪灾害防治非工程措施项目建设而逐渐发展起来的，最初的方式为简易的水尺桩，水尺桩可为木桩或石柱型，对于无条件建桩的监测站，选择离河边较近的固定建筑物或岩石上标注水位刻度；水位监测尺的刻度以方便监测员直接读数为设置原则，并根据各监测点的实际情况，标注预警水位。2013年以后，效仿简易雨量报警器，简易水位站也增加了报警功能，逐步发展成了简易水位报警器。简易水位报警器用于沿河村落河流（溪沟）控制断面附近水位监测报警，具有实时水位监测、预警水位（准备转移、立即转移）阈值设定、报警以及报警数据查看等功能。当河流水位达到预警阈值时，可通过声、光信号自动进行原位报警，同时通过无线和有线方式将预警信号传输至下游报警终端，实现声、光同步报警。简易水位报警器具有以下特点：

（1）水位监测和报警设备可一体化，进行原位报警；监测与报警设备也可分离，以实现上游监测、下游报警。

（2）简易水位报警器主要用于洪水上岸情况下的山洪预警，同时还可对强行涉水过河、漂流、河边宿营等河道内人员活动起到警示作用。

2.按河长布设水位监测站

（1）布设规定。2010年印发的《山洪灾害防治非工程措施建设技术要求》、2013年印发的《山洪灾害防治非工程措施补充完善技术要求》对水位监测站布设做了如下规定：

1）面积超过100km2的山洪灾害严重的流域，且河流沿岸为县、乡政府所在地或人口密集区、重要工矿企业和基础设施的，布设自动水位监测站。

2）流域面积100km2以下的山洪灾害严重的小流域，河流沿岸有人口较为集中的居民区或有较重要的工矿企业、较重要的基础设施，布设简易水位监测站。其他小流域，根据实际情况因地制宜布设简易水位监测站。

3）对于下游有居民集中居住的水库、山塘，没有水位监测设施的，适当增设水位监测设施。对重要的小型水库，可适当布设自动水位监测站。

4）水位站布设地点应考虑预警时效、影响区域、控制范围等因素综合确定，尽量在山洪沟河道出口、水库、山塘坝前和人口居住区、工矿企业、学校等防护目标上游。

5）站网布设时应考虑通信、交通等运行管理维护条件。自动水位监测站布设的控制条件是流域面积100km2以上，重点布设于县、乡政府所在地、重要的小型水库等部位；简易水位监测站则布设于人口集中的居民区等部位。事实上，无论是自动水位监测站还是简易水位报警器，均应根据河流的分布，布置于河流沿线。根据日本的经验，水位站布设的河长间距为10～20km。

（2）修正后布设原则。修正后的布设原则为：

1）山洪灾害严重的流域，按照河长间距为10～20km布设水位监测站。

2）水位站布设地点应考虑预警时效、影响区域、控制范围等因素综合确定，尽量在山洪沟河道出口、山塘坝前和人口居住区、工矿企业、学校等防护目标上游。如安装简易水位报警器，报警器可放置于保护对象区内。

3.确定预警指标

临界水位是水位预警方式的核心参数，指防灾对象上游具有代表性和指示性地点的水位；在该水位时，洪水从水位代表性地点演进至下游沿河村落、集镇、城镇以及工矿企业和基础设施等预警对象控制断面处，水位会到达成灾水位，可能会造成山洪灾害。临界水位通过上下游相应水位法和成灾水位法进行分析。一般下游防护对象成灾水位对应的上游监测站水位为立即转移水位，具体操作中，将立即转移水位降低一定幅度，确保有足够时间做好转移疏散准备，此水位为准备转移水位。山洪从水位站演进至下游预警对象的时间往往很短，给预警信息传递和人员转移带来很大的困难，为了解决此问题，需增加洪水速升的预警指标，在准备转移水位线以下设置一个水位上涨速率检测区间，即使河道内水位未达到洪水上岸预警指标，河道内水位速升达到已预设的上涨速率时也发出预警信息。

4.建立雨量、水位互补的预警体系

当年降雨量达到800mm以上时，沿河村落人口集中的区域可增加配置水位监测站，形成以雨量预警和水位预警互补的体系。降雨发生后，首先根据雨强进行警戒，而后根据雨情、水情的发展逐步启动雨量预警指标、水位预警指标，以提高预警指标体系的可靠度，弥补单独用雨量预警或单独用水位预警带来的自身缺陷。