1 导言

昆明是国家防总确定的全国54个重要防洪城市之一，防汛形势严峻，伴随着昆明城市地位的提升、人民生活水平的提高，对防汛监测预警能力提出了更高的要求。近年来，昆明市按照《昆明市城市防洪排涝综合整改方案》，通过下泄、中疏、上截、高蓄四大类工程措施极大提升了城市防洪排涝能力，逐年建成的防汛监测预警体系也发挥了防灾效益，但距离全自动、全感知、全智能的监测预警还有较大差距。

本文在对昆明防汛监测预警体系建设现状分析基础上，指出防汛监测预警中存在问题，给出以信息化推动昆明市防汛监测预警现代化的策略。

2 昆明市防汛监测预警体系建设现状2.1 昆明市防汛监测正处于传统监测向自动监测转化2.1.1 水雨情监测

（1）雨量监测。经过多年建设昆明市共建设的雨量站1000多个，其中，市气象局680多个，市水文局建设210个，山洪灾害项目541个。主城区雨量站网密度达1.6:100，构建了中心城区降雨精细化监测网络，基本实现了全市雨情的全面感知。

（2）水情监测。市水文局建有34个水文（位）站，辖区内50平方公里以上具有重要防洪功能的32条河流建设了水文监测站点或应急监测站点，滇池外海建有4个水位监测站，草海建有1个水位监测站。依托山洪项目，我市自2010年先后建设河道水位站75个，2020年昆明市防汛抗旱办公室通过政府购买服务方式在昆明主城区金汁河、老运粮河新建了2个自动水位站，现已投入使用，并对宝象河、大清河、采莲河3个水位站点进行了传感器高程联测、大断面测量，以上5个站点监测数据已全接入昆明市水文局水雨情系统，进一步扩大河道水情监测保障范围。

2.1.2 内涝监测

城市内涝监测是指在城区地势低洼地点设立监测点，在城区发生内涝时进行水位监测，以便及时掌握城区内涝情况截止目前，市防汛办建设地表积水视频监测站24个。昆明市城区已基本建成了以共享公安视频资源及自建补充部分道路淹水点视频的监控体系，其中，市区自建监控视频站108个，共享公安视频监控点5万余个，基本覆盖城区主要道路，初步形成城区内涝视频监测体系。

2.1.3 工情监测

（1）水库工程。昆明市大中型水库基本实现水情自动测报。昆明市登记注册水库共有832座，全市完成水情监测系统建设水库427座，大中型水库基本实现了水情监测辅助系统的安装和运行，未建设水雨情测报系统的水库405座，主要集中在小（一）型及以下的水库。

（2）水闸、调蓄池、泵站工程。昆明主城区37座泵站（占比37.7%)、5座河闸（占比15%）、17座调蓄池（占比89%）完成了自动化改造，建立了自控、远控平台，调试运行结果良好，减少了人为操作误差。已有12座泵站实现无人值守（占比12%）。

（3）面山截洪工程。按照《昆明市城市防洪排涝综合整改方案》实施的面山截洪工程中，已建成五华区长虫山坝塘视频监控系统，石盆寺12号塘视频监控系统。

2.1.4 管网监测

排水管网监测是指在城区主要排水口设立监测站点，掌握城区排水量、排水能力、排水水质等。2018年—2020年，昆明市排水公司投在昆明主城新建约300套液位监测计，并设定液位的预警、报警水位，公司的监控中心能实时监测水位变化，从而达到能提前发现管网冒溢风险及淹积水隐患，并及时处置的效果，该项监测技术极大提升了防汛排涝预警能力。

2.2 昆明市预报预警体系

（1）山洪监测预警体系。2010年以来，依托国家实施的山洪灾害防治项目，昆明市逐步建立起山洪灾害监测预警和群测群为主的防汛减灾监测预警体系。目前，昆明市累计完成投资11313万元，在市级和14个县（市）区，逐步建成了以水雨情监测预警站（512个自动水雨情站、2164个简易监测预警雨量站、291个简易监测预警水位站、1299个无线预警广播站、3549台手摇报警器、4783套以高音口哨为主的简易预警设备）、视频图像监控站（53台套水库、河道视频图像站）、群测群防体系（编制修订30本县级、230本乡镇级、1636本村级三级预案，设置标示标牌和宣传栏、印发明白卡等宣传材料117.6万套，组织培训4.13万人次、演练111场次）、30个乡镇级和14个县级系统平台（山洪灾害监测预警信息管理及共享系统、高清视频会议系统）为基础的14个县级分中心，以及市级系统平台（山洪灾害监测预警信息管理及共享系统、高清视频会议系统）为中心，共同组建成的山洪灾害监测预警系统，并实现了国家、省、市、县互连互通，进一步增强了山洪灾害防御和防汛减灾能力。截止2020年汛期结束，各县（市）区利用山洪灾害监测预警系统，发布预警3760次，向6346名相关防汛责任人发布预警短信39025条，启动预警广播35站次，避险转移281人，山洪灾害防御效益明显。

图1 昆明市山洪灾害监测预警系统界面

（2）洪水预报模型。市水文局已构建编制洪水预报方案断面约30个，基于中国洪水预报系统构建了洪水预报模型。

3 昆明市防汛监测预警体系存在的问题3.1 暴雨洪涝监测系统不完善，难以满足防汛精细化管理要求

（1）昆明市水情测报站网站点不足、布局不尽合理。城区暴雨洪水监测预警预报系统尚未建立，不能及时、全面掌握降雨、河道流量、水位等实时信息。

（2）雨量站、水位站等监测站点重建轻管问题突出。部分自动监测站缺少人员维护，监测数据可靠性差，部分县区山洪站点运维补助资金无法保证，山洪站点运维仍靠承建单位义务帮助维持。缺乏专业运维管理人员，不能较好地判断站点存在问题并及时修复，运维工作长期处于松散无须的状态。

（3）河道水位、流量监测站少。河道水情监测系统不健全且无法实时掌握河道水情，水文信息传输技术手段落后，自动化程度低，无法满足防汛工作需要。

（4）中型以下水库尚未建设水情自动监测站。小（一）型及以下的水库安装水情监测系统的较少，主要依靠传统的水库运行管理模式进行调度和管理。

（5）地表淹积水监测点不足。统计，城区历史淹积水点260余个，目前建设的淹积水监测点不足10%，且为视频图像，缺少淹水深度、积水范围等信息监测，缺少雨水排水管网流量监测点，难以支持排水管网关键节点监测、内涝原因诊断及内涝预警发布。

3.2 预报预警能力难以满足城市防汛精细化管理需求

（1）洪涝预警覆盖面低，预警水平有待进一步提升。市中小河道，特别是位于洪灾易发区河道、沟道缺少预警断面，洪涝风险较高。

（2）缺少科学精确的城市洪涝预报预警模型。由于缺少科学精确的城市洪涝预报预警模型，没有编制城市洪涝风险图，难以满足昆明市防汛精细化管理业务需求。雨前，由于无法对预报降雨的洪涝过程提前计算，缺乏城市洪涝风险图等重要决策参考，难以提前采取有效的布控措施和洪水调度措施。雨中，难以实现对城市防洪形势的实时分析，洪涝淹没及影响，辅助防汛应急决策。雨后，难以对降雨过程进行仿真模拟，分析降雨过程带来的地表淹水、河道和管网行洪、蓄滞水体调蓄等过程，分析洪涝原因，辅助经验和教训总结等。

（3）现有城市内涝数据条件单薄，无法支撑内涝预警。城区易淹水点片周边汇流关系复杂、积水原因复杂，受到治理工程、管道淤积、雨水篦堵塞等多因素影响，这些影响因素运行情况的数据无法保障，距离城区内涝预警社会发布需求仍有较大差距。

（4）缺乏城市防洪排涝工程统一调度的预案体系。昆明市防办执行的《昆明防汛抗旱应急预案》、《城区防汛排涝应急处置方案》，技术支撑性不足，暂未建立城市水工程统一调度的预案体系，缺乏对现有的防洪工程不同量级降雨预警预报等级和按标准，启动对应级别的应急预案的机制。在应急处置过程中，可能会出现响应不及时、资源配置不合理等现象。河道上游来水与城区排水相互作用情况不明，防洪排涝工程指挥调度运用技术手段不足，无法综合应用水利工程和排涝设施的调度缓解城区的洪涝灾害。

（5）缺乏面向实时计算的洪水预报调度系统。对汛前布控、洪水调度等应急防汛工作支撑力度不足。当暴雨洪涝事件发生时，难以提前对洪涝发展形势展开模拟分析及预报预警，大大降低了对城市洪涝风险预警、应急调度决策、抢险布控等应急调度工作的支撑力度。

4 以信息化推动昆明市防汛预警监测现代化的策略

昆明市防汛监测预警正处于传统人工监测向信息化、自动化、智能化转变的过渡期。在新时代，构建向科技借力、让数字赋能，形成事前预防、事中严控、事后反馈的全链条、全过程防汛指挥新模式，是提升昆明市防汛指挥调度能力的关键环节。加快信息化建设，以信息化建设推动防汛监测预警现代化，将科技信息化贯穿于防范化解重大防汛安全风险之中，创新建立数字化、全过程、常态化的防汛监测预警体系，是践行习近平总书记“人民至上、生命至上”指示精神的信息化路径。

4.1 加强暴雨洪涝监测能力

（1）进一步完善雨情监测体系。提升降雨监测站点空间分布合理性，加密降水监测密度，优化现有降雨监测设施，增强监测设施稳定性。

（2）加强水情监测体系建设。加强河道水情监测点建设，针对缺乏水文监测站的城市河道，在关键断面布设水位流量监测点，确保每条河道不少于1个。针对缺乏水文监测站的城区及上游流域的小型水库、重要防洪河道、支流加快水位自动监测站建设。

（3）加快管网水情监测点建设。在现有排水管网液位仪基础上，优先建设重点管网排放口和易涝区域水位流量监测点。针对城区下凹桥区、下穿隧道、老旧小区等重点易涝区域，优先建设地表淹积水监测点。

（4）强化工情监测站建设。针对重点小型水库、闸门、泵站等防洪排涝工程，加强工程运行状态监测站建设，进一步评估防汛工程措施防灾效益。

（5）建立智慧防汛数据资源中心。强化全市各涉水部门的信息集成和共享，做到跨层级、跨地域、跨部门的全面互联、充分共享和协同管理，建成多源数据汇集、提供统一数据数据发布接口的智慧防汛数据资源中心，负责对水库、河道、管网等的现有监测站及规划监测站的数据接收及管理。

4.2 提升主城区汛情预报预警能力

研发智慧防汛大脑。分期搭建城区防洪排涝实时计算模型、城区洪涝精细化全过程模拟模型，通过模型推演实现暴雨精准预警，强化内涝预警发布。

4.2.1 洪水预报预警

（1）做好洪水灾害风险调查及评估。从水文气象、地形地貌、社会经济、水利工程等方面，排查影响暴雨洪涝灾害风险变化的主要因素，理清标准内和超标准洪水风险，全面掌握风险隐患底数，提出应对洪水灾害风险变化的工程和非工程措施，理清超标准洪水下与应急部门的抢险任务分工。以《昆明城市防汛排涝应急预案》等防汛排涝预案为基础，综合考虑堤防、水库、湖泊、蓄滞洪区、排水管网等的联合运用，调查流域现状和防洪能力，排查防洪安全重点隐患。

（2）建设滇池流域洪水预报及水工程调度系统。为提升防汛应急决策能力，采用水文学方法和水力学方法相结合的方式，建设滇池流域实时洪水预报调度模型，实现河道各断面洪水预报，开展昆明市城区内具有调度功能闸坝和蓄滞水体、滇池流域内大中型水库及其他重点防洪工程的调度计算，支持流域内洪水预警、防洪排涝工程调度等工作，提升防汛应急决策能力。

4.2.2 内涝预报预警

构建城区洪涝精细化模型。在高精度基础地理数据和防汛业务数据基础上，针对我市汛情特点，采用统筹考虑降雨产流、坡面汇流、管网汇流、河网汇流、工程调度的城市洪涝全过程的水文水动力模拟模型，建立昆明市城区洪涝精细化模型（图2），编制洪涝风险图，为防汛应急管理、防洪排涝工程治理方案优化、工程调度预案编制、洪水风险评估等提供依据。

图2 城市洪涝精细化模拟模型结构图

（2）编制洪涝风险图，开展防洪排涝能力评估。利用构建的城区洪涝精细化模型对拟定的不同暴雨、洪水、滇池水位组合方案进行综合计算，分析各个方案情景下的模拟结果，编制各类洪涝风险图，建设任务包括方案拟定、洪涝风险分析、风险图编制。针对河道、排水管网等行洪排涝通道，利用城区洪涝精细化模型开展行洪排涝能力评估，分析现状存在问题，找出问题是存在于宏观排水系统，还是存在于微观排水系统，是存在于某些局部的管网系统，还是由于历史原因和社会发展，原来的标准已经不适应了，寻求适合昆明市的防洪排涝体系的可持续解决方案。

（3）建立城区内涝淹积水点名录。在对城区近些年暴雨场次淹积水点雨量、淹水深度、点位等特征信息调查基础上，结合城区洪涝精细化模型内涝计算成果，评价可能出现的风险程度及等级，建立全市统一的内涝淹积水点名录，在典型区域开展内涝预警试点。

（4）提升城市洪涝预报预警能力。强化精细预测预报。做好汛前监测预报准备，汛中加密雨水情监视频次，关键区域增加应急监测点，加密水情监测分析，做好暴雨、洪水、山洪、内涝的精细化预测预报，及时发布暴雨预警、洪水预警、山洪灾害风险预警及城市内涝预警信息，努力增加城市洪涝的预见期，不断提升预报精度。

5 结语

只有监测预警准确，才能保证防汛指挥调度的发令枪打得准，只有监测预警到位，才能为防汛转移抢险工作赢得时间，充分应用信息化技术，提升防汛智能监测预警能力。利用物联网、人工智能等技术形成天地空一体化智能感知体系，通过全过程模型实现暴雨精准预警，为防汛监测预警赋能，筑牢昆明市防汛安全防线。