河道水位监测如何和城市防洪联动?-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-10-29 | 5 次浏览 | 分享到:
本文从数据联动、预警联动、工程调度联动、应急处置联动四个核心维度,解析河道水位监测与城市防洪的协同机制。数据联动构建 “前端监测 - 实时传输 - 平台整合” 闭环;预警联动以水位阈值触发分级响应;工程联动依据水位动态调度水库、水闸、泵站;应急联动结合水位风险开展堤防巡查、人员转移与资源调配,实现城市防洪从 “被动应对” 到 “主动防御” 的转变。

河道作为城市防洪的 “天然通道”,其水位变化直接反映城市防洪压力 —— 暴雨来袭时,河道水位若快速上涨超过警戒值,可能引发漫溢、倒灌,进而导致城区内涝;而干旱或少雨期,过低的河道水位又会影响防洪库容储备。河道水位监测通过实时捕捉水位动态,为城市防洪提供关键数据支撑,二者的深度联动则能将 “数据优势” 转化为 “防洪实效”,实现从 “被动应对” 到 “主动防御” 的转变。本文将从数据联动、预警联动、工程联动、应急联动四个核心维度,解析河道水位监测如何与城市防洪协同发力,构建更高效的城市防汛体系。


一、数据实时联动:打通 “监测 - 防洪” 信息壁垒,构建数据共享底座

河道水位监测与城市防洪联动的基础是 “信息互通”—— 只有让水位监测数据实时、准确地传递至城市防洪决策中枢,才能为后续防洪行动提供依据。传统模式下,水位数据多分散在水务、气象、应急等部门,存在 “数据孤岛” 问题,导致防洪决策滞后;而现代数据联动体系通过 “前端监测 - 实时传输 - 平台整合” 的闭环,实现数据跨部门、跨系统共享,为防洪决策提供 “数据全景图”。


在前端监测环节,河道水位监测设备的 “高精度、高可靠性” 是数据联动的前提。目前主流的监测设备包括雷达水位计、超声波水位计、压力式水位计等,可实现水位数据的实时采集(采样频率通常为 1-5 分钟 / 次),精度可达 ±25px,同时具备抗干扰、耐恶劣环境(如暴雨、洪水、结冰)的能力。例如,在城市主要行洪河道(如穿城而过的河流、支流河口),布设的雷达水位计可在暴雨天气下持续工作,不受雨水遮挡、水流冲击影响,确保水位数据连续采集;在易结冰的北方河道,具备加热功能的超声波水位计可避免探头结冰导致的数据中断,保障冬季防洪数据稳定。


数据传输环节通过 “多链路冗余” 确保实时性与稳定性。水位监测数据通过 4G/5G、LoRa、卫星等通信方式,实时上传至城市防洪智慧管理平台 —— 其中,4G/5G 适用于信号覆盖良好的城区河道,传输速率快(可同步传输水位、视频监控数据);LoRa 适用于偏远郊区河道,覆盖范围广、功耗低;卫星通信则作为 “应急备份”,在极端天气导致地面通信中断时(如台风、强降雨破坏基站),确保水位数据不丢失。例如,某市在辖区内 20 条主要河道布设了 50 处水位监测点,通过 “4G + 卫星” 双链路传输,数据上传延迟控制在 10 秒以内,即使在 2023 年台风导致部分基站中断时,仍通过卫星传输获取了关键河段的水位数据,为防洪决策争取了时间。


数据整合环节通过城市防洪智慧平台实现 “多源数据融合”。除河道水位数据外,平台还整合气象数据(如降雨量、降雨预报)、水文数据(如河道流量、流速)、管网数据(如排水管网水位、流量)、水利工程数据(如水库水位、水闸开度),形成 “水位 - 降雨 - 流量 - 工程状态” 的关联分析体系。例如,当平台监测到某河道水位在 1 小时内上涨 0.5 米,同时气象数据显示上游区域未来 3 小时仍有暴雨(降雨量预计达 50mm),水文模型可据此预测 2 小时后该河道水位将超过警戒值 0.3 米,为防洪调度提供提前量。此外,平台还支持数据可视化展示(如水位变化曲线、河道淹没风险图),让决策者直观掌握河道水位动态与防洪形势,避免 “数据看不懂、用不上” 的问题。


二、预警分级联动:以水位阈值为核心,构建 “梯次化” 防洪预警体系

河道水位监测与城市防洪的预警联动,核心是 “以水位定预警、以预警定响应”—— 通过设定不同等级的水位阈值(如正常水位、警戒水位、保证水位),触发对应的防洪预警与响应措施,实现 “分级预警、精准应对”,避免预警过度或不足导致的资源浪费、应对滞后。


首先是 “科学设定水位阈值”,这是预警联动的前提。水位阈值需结合河道防洪标准、沿岸地形、城市防洪能力综合确定:正常水位是河道日常运行的水位,低于该水位时防洪压力小;警戒水位是河道开始出现防洪压力的临界水位,达到该水位时需启动初级预警,做好防洪准备;保证水位是河道能承受的最高安全水位,达到或超过该水位时可能发生漫溢、溃堤,需启动最高级预警,实施紧急防洪措施。例如,某城市穿城河道的正常水位为 22.0 米,警戒水位为 23.5 米(此时河道沿岸低洼区域开始出现积水风险),保证水位为 25.0 米(此时河道堤防接近设计防洪极限),三个水位阈值形成了清晰的预警分级标准。


其次是 “预警分级触发与响应”,实现 “水位变化 - 预警发布 - 措施落地” 的闭环。当河道水位监测数据达到对应阈值时,城市防洪智慧平台自动触发预警,并通过多渠道(如短信、APP、电视、广播、户外显示屏)向相关部门、企业、居民发布预警信息,同时明确各主体的响应措施:


蓝色预警(水位接近警戒水位,如达到 23.0 米):由水务部门牵头,加强河道水位监测频次(从 5 分钟 / 次调整为 1 分钟 / 次),组织人员巡查河道堤防(重点检查堤身裂缝、管涌),关闭河道沿岸的亲水平台、景观闸门,防止市民靠近危险区域;同时,排水部门提前启动排涝泵站,降低管网内水位,预留排水 capacity。例如,某市在 2024 年 6 月的蓝色预警中,通过提前启动 30 座排涝泵站,使管网空置率提升至 60%,为后续降雨排水预留了空间。


黄色预警(水位达到警戒水位 23.5 米):由应急管理部门统筹,启动区、街道级防洪应急指挥体系,组织低洼区域居民做好转移准备(如准备应急物资、明确转移路线);水利部门调整上游水库泄洪方案(如减少泄洪量,避免下游河道水位进一步上涨),开启河道节制闸,分流部分洪水至备用行洪通道;交通部门对河道上的桥梁实施交通管控(如禁止重型车辆通行,减轻桥梁荷载)。例如,某城市在黄色预警期间,通过上游水库减少泄洪量(从 500m³/s 降至 200m³/s),使下游河道水位上涨速度减缓了 40%,为居民转移争取了 1.5 小时。


橙色预警(水位超过警戒水位,接近保证水位,如达到 24.5 米):启动市级防洪应急响应,组织低洼区域居民有序转移(如转移至高地避难所);住建部门对河道沿岸的危房、临时工棚进行加固或拆除,防止倒塌伤人;消防、武警等应急力量集结待命,准备开展抢险救援(如封堵堤防管涌、解救被困人员);电力部门对河道周边的电力设施(如电线杆、变压器)进行防护,防止洪水导致停电。例如,2023 年某市橙色预警期间,通过转移河道沿岸 2000 余名居民,加固 30 处危房,未发生一起人员伤亡事故。


红色预警(水位达到或超过保证水位 25.0 米):启动最高级应急响应,实施全域防洪抢险,如组织人员加高堤防(如沙袋堆筑临时子堤)、封堵河道漫溢点;交通部门封闭河道沿岸道路、桥梁,禁止人员车辆通行;供水、燃气部门切断危险区域的管线供应,防止泄漏引发次生灾害;医疗部门在避难所设置临时医疗点,提供医疗保障。例如,某城市在 2021 年红色预警中,通过 1000 余名抢险人员堆筑 1.2 米高的临时子堤,成功阻止了河道水位漫溢,保护了沿岸 3 个社区的安全。


三、工程调度联动:以水位动态为依据,实现防洪工程 “协同化” 运行

城市防洪工程(如水库、水闸、排涝泵站、堤防)是抵御洪水的 “硬件核心”,而河道水位监测数据则是工程调度的 “指挥棒”—— 通过实时监测河道水位变化,动态调整工程运行状态,实现 “水库 - 河道 - 排涝设施” 的协同调度,最大化发挥防洪工程的整体效能,避免单一工程调度不当导致的防洪失效。


水库与河道的调度联动是 “上游控洪” 的关键。城市上游的水库(如防洪水库、中型水库)具有 “拦蓄洪水、错峰泄洪” 的功能,其调度需以下游河道水位为核心依据:当河道水位低于警戒水位时,水库可按正常计划泄洪,保障下游生产生活用水;当河道水位接近或达到警戒水位,且气象预报显示有降雨时,水库需减少泄洪量甚至暂停泄洪,腾出库容拦蓄上游洪水,避免下游河道水位进一步上涨;当河道水位回落至安全范围后,水库再逐步泄洪,恢复正常水位。例如,某市上游的青山水库与下游的滨河河道形成调度联动:2024 年 7 月,滨河河道水位因降雨上涨至 23.2 米(接近警戒水位 23.5 米),水库管理部门根据水位监测数据,立即将泄洪量从 300m³/s 降至 50m³/s,同时开启水库溢洪道备用库容,拦蓄上游洪水约 200 万立方米,使滨河河道水位在后续降雨中未超过警戒水位,有效缓解了下游防洪压力。


水闸与河道的调度联动是 “中游分洪” 的核心。城市河道上的节制闸、分洪闸可通过调整开度控制河道流量与水位,其调度需结合河道水位监测数据与沿岸排水需求:当河道水位较低时,开启节制闸提升水位,保障沿岸生态用水与景观用水;当河道水位上涨至警戒水位时,关闭节制闸(如穿城河道的下游节制闸),防止下游洪水倒灌,同时开启分洪闸,将部分洪水引入备用分洪道(如人工开挖的泄洪渠、湖泊),减轻主河道行洪压力。例如,某城市在城南河道设置了 2 座分洪闸,当河道水位监测数据显示达到 23.5 米(警戒水位)时,分洪闸自动开启,将 30% 的河道流量引入周边的南湖(作为分洪蓄滞洪区),使主河道水位在 1 小时内下降 0.3 米,避免了沿岸区域积水。此外,对于河口地区的水闸(如河道入江、入海口的水闸),还需结合潮汐数据调度 —— 当河道水位高且处于涨潮期时,关闭水闸防止海水倒灌,待落潮时再开启水闸,加速河道洪水排出。


排涝泵站与河道的调度联动是 “下游排涝” 的保障。城市排水管网的末端通常接入河道,排涝泵站的运行效率直接影响管网排水能力,而其调度需以河道水位为重要参考:当河道水位低于管网出口水位时,泵站可正常运行,将管网内的雨水排入河道;当河道水位高于管网出口水位时,泵站若继续运行可能导致河水倒灌至管网,此时需暂停泵站运行,或启用 “抽排能力更强的应急泵站”(如移动泵车),将雨水直接抽排至更高水位的河道或蓄滞洪区。例如,某市老城区排水管网出口接入东河,2023 年暴雨期间,东河水位监测数据显示达到 24.0 米(高于管网出口水位 23.8 米),排水部门立即暂停了该区域 5 座常规排涝泵站,同时调派 10 台移动泵车,将管网雨水抽排至水位较低的西河,避免了管网倒灌导致的城区内涝加剧。此外,泵站调度还需结合河道水位预测数据 —— 若预测未来 2 小时河道水位将下降,可暂时储存管网雨水,待河道水位回落后续航排涝,减少应急泵站的使用成本。


四、应急处置联动:以水位风险为导向,提升 “快速响应” 防洪能力

极端天气下,河道水位可能突破保证水位,引发漫溢、堤防管涌、人员被困等紧急情况,此时河道水位监测与城市防洪的应急联动尤为关键 —— 通过实时水位数据判断风险等级,快速调配应急资源,开展抢险救援,最大限度降低灾害损失。


首先是 “堤防巡查与险情处置” 的联动。河道水位越高,堤防承受的水压越大,越容易出现管涌、裂缝、滑坡等险情。河道水位监测数据可指导巡查重点:当水位接近保证水位时,巡查人员需重点关注堤防迎水坡(水流冲击面)、堤脚(易出现管涌区域)、穿堤建筑物(如涵管、水闸连接处,易出现渗漏);通过水位变化速率判断险情风险 —— 若某段堤防对应的河道水位在半小时内上涨 0.3 米,需加密巡查频次(从每小时 1 次调整为每 10 分钟 1 次),防止水流快速冲击导致堤防失稳。例如,某市在 2024 年暴雨中,通过水位监测发现西河堤段水位 1 小时内上涨 0.4 米,立即增派 20 名巡查人员,最终在堤脚发现 3 处管涌险情,及时用沙袋封堵,避免了堤防溃决。此外,水位监测数据还可辅助险情处置方案制定 —— 如出现管涌,可根据水位高度确定沙袋堆筑高度(通常高于管涌点水位 0.5-1 米),确保处置效果。


其次是 “人员转移与救援” 的联动。河道水位超过警戒水位后,沿岸低洼区域居民面临被淹风险,水位监测数据可指导转移时机与范围:通过水位预测模型,计算不同时间点的河道淹没范围(如 1 小时后淹没水深 0.5 米的区域、2 小时后淹没水深 1 米的区域),优先转移淹没风险高、转移难度大的人群(如老人、儿童、行动不便者)。例如,某市根据河道水位监测数据与淹没预测,将沿岸区域划分为 “立即转移区”(预计 1 小时内淹没水深≥1 米)、“准备转移区”(预计 2-3 小时内淹没水深≥0.5 米),通过社区网格员、应急人员上门通知,24 小时内转移居民 5000 余人,无一人因洪水被困。此外,水位数据还可辅助救援路线规划 —— 救援车辆、船只需避开水位上涨快、水深超过 0.8 米的区域,通过实时水位数据调整路线,确保救援安全高效。


最后是 “应急资源调配” 的联动。城市防洪应急资源(如沙袋、移动泵车、冲锋舟、救生衣)有限,需根据河道水位风险动态调配:水位监测数据显示高风险的河段(如水位接近保证水位、堤防薄弱),优先调配充足的沙袋、抢险设备;人口密集的沿岸区域,优先调配冲锋舟、救生衣等救援物资。例如,某市建立了 “应急资源智慧调度平台”,当河道水位监测数据显示北河达到红色预警(水位 25.0 米)时,平台自动向该区域调配 5 万条沙袋、20 台移动泵车、10 艘冲锋舟,同时从其他低风险区域调派 50 名抢险人员支援,实现了资源 “按需分配、精准投放”,避免了资源闲置或短缺。此外,水位数据还可指导应急资源的后续补充 —— 若监测到河道水位将持续上涨,需提前向周边城市或上级部门申请支援,确保应急资源充足。


五、结语

河道水位监测与城市防洪的联动,是 “数据赋能防洪” 的生动体现 —— 从数据实时共享打破信息壁垒,到分级预警明确应对节奏,再到工程调度协同发挥效能、应急处置快速降低损失,每一个环节都以水位监测数据为核心纽带,实现了城市防洪从 “经验驱动” 到 “数据驱动” 的升级。随着智慧水利技术的发展,未来二者的联动将更加智能化:通过 AI 模型实现水位精准预测(如提前 6 小时预测水位变化)、工程调度自动决策(如水位达到阈值后水闸、泵站自动调整)、应急资源智能调配,进一步提升城市防洪的 “主动性” 与 “精准性”。

在极端天气频发的背景下,只有不断完善河道水位监测与城市防洪的联动机制,才能让城市在洪水面前 “有备无患、快速响应”,真正筑牢 “安全可靠、韧性十足” 的城市防汛安全网,保障居民生命财产安全与城市可持续发展。