一种洪水灾害监测预警系统及方法

1.本技术涉及地质监测科学领域，具体而言，涉及一种洪水灾害监测预警系统及方法。


背景技术：

2.随着社会的发展和学科的进步，人们的生活水平得到了巨大的提升。人们对于安全性的考虑也在增加，地址灾害在当下的发生频率居高不下，对于人们的安全有很大的隐患，地址灾害例如洪水灾害、地震灾害、海啸以及台风等等。
3.洪水灾害一直以来都是主要的地质灾害之一，经常造成巨大人员伤亡和经济损失，尤其是随着全球气候变化的加剧，为洪水的监测、预测、预警和预防带来更大的不确定性。
4.因此，如何对洪水灾害进行监测预警，成为了困扰本领域技术人员的一个重要问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种洪水灾害监测预警系统及方法，以至少部分改善上述问题。
6.为了实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本技术实施例提供一种洪水灾害监测预警系统，所述洪水灾害监测预警系统包括：雨量信息采集模块100、水位信息采集模块200、处理模块300以及预警模块400，所述处理模块300分别与所述雨量信息采集模块100、所述水位信息采集模块200以及所述预警模块400通信连接；
8.所述雨量信息采集模块100用于采集目标区域内的雨量信息，并将采集到的雨量信息传输给所述处理模块300；
9.所述水位信息采集模块200用于采集目标点位的水位信息，并将采集到的水位信息传输给所述处理模块300；
10.所述处理模块300用于依据所述雨量信息和所述水位信息生成未来预设时间段内的预警信息，并将所述预警信息推送给所述预警模块400；
11.所述预警模块400用于依据所述预警信息进行报警提醒。
12.第二方面，本技术实施例提供一种洪水灾害监测预警方法，应用于洪水灾害监测预警系统，所述洪水灾害监测预警系统包括：雨量信息采集模块100、水位信息采集模块200、处理模块300以及预警模块400，所述处理模块300分别与所述雨量信息采集模块100、所述水位信息采集模块200以及所述预警模块400通信连接，所述方法包括：
13.所述雨量信息采集模块100采集目标区域内的雨量信息，并将采集到的雨量信息传输给所述处理模块300；
14.所述水位信息采集模块200采集目标点位的水位信息，并将采集到的水位信息传
输给所述处理模块300；
15.所述处理模块300依据所述雨量信息和所述水位信息生成未来预设时间段内的预警信息，并将所述预警信息推送给所述预警模块400；
16.所述预警模块400依据所述预警信息进行报警提醒。
17.相对于现有技术，本技术实施例所提供的一种洪水灾害监测预警系统及方法，包括：雨量信息采集模块、水位信息采集模块、处理模块以及预警模块，处理模块分别与雨量信息采集模块、水位信息采集模块以及预警模块通信连接；雨量信息采集模块用于采集目标区域内的雨量信息，并将采集到的雨量信息传输给处理模块；水位信息采集模块用于采集目标点位的水位信息，并将采集到的水位信息传输给处理模块；处理模块用于依据雨量信息和水位信息生成未来预设时间段内的预警信息，并将预警信息推送给预警模块；预警模块用于依据预警信息进行报警提醒。改变原有的依靠单一信息进行洪水预警的传统方式，并实现了从上游雨量信息获取、分析与发送、暴雨预测、设计洪水过程、危险区划分、危险群众识别、转移路线和安置点识别的全自动化过程。能够根据上游降雨情况，精确预测设计暴雨过程和洪水过程，从而更精确洪水到达居民区的时间和流量，提高洪水过程预测精度。能够实时显示洪水过程、洪峰流量、危险区范围、转移路线和安置点位置，为居民安全转移提供了依据。有远程通讯功能，实现各模块间信息传输与交互。
18.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
20.图1为本技术实施例提供的洪水灾害监测预警系统的结构示意图；
21.图2为本技术实施例提供的处理模块的结构示意图；
22.图3为本技术实施例提供的雨量信息采集模块的结构示意图；
23.图4为本技术实施例提供的水位信息采集模块的结构示意图；
24.图5为本技术实施例提供的预警模块的结构示意图。
25.图中：100-雨量信息采集模块；200-水位信息采集模块；300-处理模块；400-预警模块；1-雨量筒支架；2-地表；3-支架固定牵引线；4-数据采集与处理箱体；5-信号传输线；6-第一蓄电池；7-第一信号发射器；8-第一信号发射器天线；9-雨量模数转换器；10-暴雨数据处理器；11-第一数据传输线；43-雨量数据计时器；12-第一太阳能板；16-雨量接收器；13-压力感应器；14-雨量存储腔；15-锥形防蒸发隔板；17-雨量收集腔；20-人工河道；18-河床；24-第二太阳能板；27-水位采集与信息处理箱体；19-水位感应器；28-第二信号发射器；26-第二信号发射器天线；25-水位数据采集器；22-水位模数转换器；21-流量数据处理器；29-第二蓄电池；44-水位数据计时器；30-数据综汇与处理机；31-数据综合处理器；32-数据接收器；33-数据接收天线；34-数据发送器；35-数据发送天线；36-第三数据传输线；37-信息显示器；45-预警数据计时器；38-房屋；39-预警广播；41-信号接收器；40-信号接收天线；
42-预警终端。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
30.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
31.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
32.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.以往的山洪灾害监测和预警方法大多只是集中于解决上游雨量监测、数据收集、数据传输、预警等单方面因素，并未从降雨监测、产汇流计算、洪水演进、出山口径流监测、洪水等级计算、洪水淹没范围预测、人员转移路线等综合考虑。为了能够实时准确检测、预报、预警洪水以及及时转移人员，研发一种能够综合考虑降雨监测、产汇流计算、出山口径流监测、洪水等级计算、洪水淹没范围预测、人员转移路线的方法和装置对于应对全球和区域气候变化以及剧烈的人类活动引起的洪水灾害的不确定性具有重要的现实意义。
34.为了克服已有山洪灾害监测和预警的片面性，降低洪水灾害人员和社会经济损失
的需要，本技术实施例提供一种洪水灾害监测预警系统，可以全自动实时洪水灾害监测和预警。利用全自动实时洪水监测预警系统能够根据上游降雨量、出山口径流量(水库入库流量)、区域数字高程模型(dem)等计算区域(居民区)洪水等级、淹没范围、群众转移路线等，更加精确地监测和预警洪水灾害，提高应对气候变化引起的洪水不确定性能力。
35.具体地，请参考图1，图1为本技术实施例提供的洪水灾害监测预警系统的结构示意图。如图1所示，洪水灾害监测预警系统包括：雨量信息采集模块100、水位信息采集模块200、处理模块300以及预警模块400，处理模块300分别与雨量信息采集模块100、水位信息采集模块200以及预警模块400通信连接。
36.可选地，雨量信息采集模块100设置位置为预警区域上游山区，水位信息采集模块200设在位置为预警区域上游山区出口河流干流。
37.雨量信息采集模块100用于采集目标区域内的雨量信息，并将采集到的雨量信息传输给处理模块300。
38.可选地，雨量信息采集模块100用于对目标区域进行雨量收集与信息发送。利用布设在上游山区的雨量筒收集雨量，并将雨量信息发送到处理模块300。
39.水位信息采集模块200用于采集目标点位的水位信息，并将采集到的水位信息传输给处理模块300。
40.可选地，水位信息采集模块200用于进行出山口径流监测。利用水位采集传感器实时获取河道(目标点位)水位信息，并将该信息转变为流量信息，将该流量信息发送到处理模块300。
41.处理模块300用于依据雨量信息和水位信息生成未来预设时间段内的预警信息，并将预警信息推送给预警模块400。
42.可选地，处理模块300接收预警区域上游山区实时雨量信息、出山口断面径流信息，结合流域地形特征(dem)数据、流域面积、居民点高程数据、区域暴雨参数，利用推理公式法计算设计暴雨；根据区域24小时不同频率不同历时暴雨时程分配和降雨初损计算设计暴雨洪峰流量、流域汇流时间和洪水过程；最后，根据不同频率设计暴雨计算出沿河村落区域暴雨量，然后利用降雨径流模型模拟汇流和产流过程，从而计算出沿河村落区域水位，结合沿河村落dem，模拟其淹没范围，从而自动获取预警信息，预警信息包括危险区、淹没范围、群众转移路线及安置点。
43.预警模块400用于依据预警信息进行报警提醒。
44.可选地，当沿河村落有处在危险区和淹没区时，系统将发送预警信息到广播系统，并将转移路线和安置点通过无线设备发送到受灾群众终端(如，手机)。
45.综上所述，本技术实施例提供了一种洪水灾害监测预警系统，包括：雨量信息采集模块、水位信息采集模块、处理模块以及预警模块，处理模块分别与雨量信息采集模块、水位信息采集模块以及预警模块通信连接；雨量信息采集模块用于采集目标区域内的雨量信息，并将采集到的雨量信息传输给处理模块；水位信息采集模块用于采集目标点位的水位信息，并将采集到的水位信息传输给处理模块；处理模块用于依据雨量信息和水位信息生成未来预设时间段内的预警信息，并将预警信息推送给预警模块；预警模块用于依据预警信息进行报警提醒。改变原有的依靠单一信息进行洪水预警的传统方式，并实现了从上游雨量信息获取、分析与发送、暴雨预测、设计洪水过程、危险区划分、危险群众识别、转移路
线和安置点识别的全自动化过程。能够根据上游降雨情况，精确预测设计暴雨过程和洪水过程，从而更精确洪水到达居民区的时间和流量，提高洪水过程预测精度。能够实时显示洪水过程、洪峰流量、危险区范围、转移路线和安置点位置，为居民安全转移提供了依据。有远程通讯功能，实现各模块间信息传输与交互。
46.请参考图2，图2为本技术实施例提供的处理模块的结构示意图。如图2所示，处理模块300包括数据综汇与处理机30和信息显示器37组成。数据综汇与处理机30包括数据接收器32、数据接收天线33、数据发送器34、数据发送天线35、数据综合处理器31以及预警数据计时器45。数据综合处理器31通过第三数据传输线36与信息显示器37连接。
47.可选地，数据接收天线33连接在数据接收器32，数据接收器32连接在数据综合处理器31，将接收到的数据传输到数据综合处理器31，其次，预警数据计时器45连接在数据综合处理器31上，数据综合处理器31连接与数据发送器34连接，数据发送器34与数据发送天线35连接用于发送预警数据。
48.可选地，数据接收器32可以通过数据接收天线33接收雨量信息采集模块100和水位信息采集模块200传输的信息，数据发送器34可以通信数据发送天线35向预警模块400传输消息。数据接收器32将接收到的数据传输给数据综合处理器31，数据综合处理器31将生成预警信息，由数据发送器34完成预警信息发送。
49.可选地，处理模块300接收所有雨量站数据和河道入口数据，结合流域地理(流域面积、纵比降、河道参数)、工程数据(企事业单位和居民高程、涉水工程高程)、社会数据(人口数量、区域人口户数)、区域典型暴雨过程数据，计算设计暴雨过程、设计洪水过程，划分危险区，识别危险群众、转移路线和安置点，并发送信息到预警系统。
50.关于如何获取预警信息，本技术实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考下文。
51.处理模块300还用于依据雨量信息、流域典型暴雨时程分配数据、24小时平均点雨量数据、不同频率皮尔逊-iii型模比系数以及点面折减系数获取暴雨过程数据。
52.可选地，雨量信息包括平均雨量，暴雨过程数据的算式为：
[0053][0054]
其中，s表征暴雨过程数据，表征24小时平均点雨量数据(mm)，cstorm表征流域典型暴雨时程分配数据，cv表征暴雨参数变异系数，h
avg
表征平均雨量，kp表征不同频率皮尔逊-iii型模比系数，alfa表征不同历时点面折减系数。
[0055]
应理解，具体实现流程是数据接收器32接收来自雨量站数据和河道入口断面流量数据，并将数据传输到数据综合处理器31中。数据综合处理器31接收到信息后，首先利用雨量数据，结合流域典型暴雨时程分配数据、24小时平均点雨量数据、不同频率皮尔逊iii型模比系数、点面折减系数计算不同历时设计面雨量和洪峰流量，最后形成暴雨过程线。
[0056]
处理模块300还用于依据暴雨过程数据、河道特征参数、基流比例、汇流参数、流域特征数据以及站点地理特征获取洪水过程线。
[0057]
可选地，河道特征参数包括流域河道长度，流域特征数据包括流域面积和流域纵比降，站点地理特征包括站点位置经纬度，洪水过程线的算式为：
[0058]
f＝f(ca,l,j,ct
loc
,ψ,m,bf,wm,i0,s)；
[0059]
其中，f表征洪水过程线，s表征暴雨过程数据，ca表征流域面积，l表征流域河道长度，j表征流域纵比降，ct
loc
表征站点位置经纬度，wm表征流域最大蓄水量，i0表征降雨初损，ψ表征产流系数，m表征流域汇流参数，bf表征基流比例。
[0060]
应理解，数据综合处理器31利用设计暴雨计算成果中的任意历时设计雨量，结合河道特征参数、基流比例、汇流参数和流域特征数据(流域面积、流域纵比降)、站点地理特征来计算净雨量、不同频率洪峰流量和绘制设计洪水过程线。
[0061]
处理模块300还用于基于洪水过程线生成未来预设时间段内的预警信息。
[0062]
可选地，预警信息包括危险区域、预警时段、转移路线以及安置点。
[0063]
处理模块300还用于获取待预估区域内的人口分布数据、防治区企事业单位详查数据、桥梁工程数据、路涵工程数据以及水闸工程数据；
[0064]
处理模块300还用于基于洪水过程线与待预估区域内的人口分布数据、防治区企事业单位详查数据、桥梁工程数据、路涵工程数据以及水闸工程数据生成未来预设时间段内的危险区域、预警时段、转移路线以及安置点。
[0065]
可选地，根据居民地历史成灾水位，选择控制断面，并利用曼宁公式计算控制断面水位流量关系；基于现场调查的成灾水位，根据控制断面水位流量关系计算成灾水位对应的洪峰流量；基于洪水过程线、频率为2％对应的流量、成灾水位对应的流量数据，利用线性插值，计算相邻两点的直线斜率，利用成灾水位对应的流量计算相应的洪水频率，将该洪水频率作为现状防洪能力。然后，利用基准高程与水位数据将水位转变为水位高程，根据水位高程与人口分布数据、防治区企事业单位详查数据、桥梁工程数据、路涵工程数据、水闸工程数据，以选定的不同洪水频率(重现期)的水位高程为条件，统计受灾企事业单位、桥梁、路涵和水闸，标记出受灾实体(建筑物、桥梁和路涵等)，将受灾实体作为受灾群众转移路线设定中规避依据。其次，统计沿河村落建筑物宅基地高程与不同频率水位高程之间的关系，选择出宅基地高程》成灾水位高程的人口数量，户数和房屋数。基于人口房屋统计结果，划分危险区级别，包括极高危险区、高危险区和危险区，划分标准为重现期小于等于5年的为“极高危险区”，5-20年的为“高危险区”，20-100年的为“危险区”，没有被统计到的为“其他”；绘制流量-高程-人口关系图，在图中标绘出各级危险区范围、相应的危险区控制断面水位以及频率、不同级别危险区范围内的人口数量、户数和建筑物数量信息。根据居民区及周边数字高程数据(dem)，统计出非危险区范围，并在该范围内计算出地势平坦的安全区域(一般坡度小于5
°
以下)，利用最短路径方法绘制出居民区到平坦安全区域的最短路径，作为群众转移路线。数据综合处理器31根据被选择的控制断面成灾水位对应的流量，利用该断面水位-流量关系计算河道入口处人工断面对应的水位，作为临界预警水位；其次，根据洪水过程线数据，计算出河道入口处人工断面所有超过成灾水位的时段，将其作为预警时段。当洪水流量达到临界预警水位时，该断面设置的水位感应器19将采集到人工河口断面的临界预警水位信号，该信号被传输到水位数据采集器25中，水位采集器与水位数据计时器44相连，为临界预警水位信号标记时间标签，带有时间标签的临界预警水位数据通过第二信号发射器28被发送到处理模块300。其中，预警数据计时器45将发送来的临界预警水位数据再次附上时间标签，此时间将作为预警开始时间，其次，结合已计算的预警时段数据，计算出警报结束时间。
[0066]
请参考图3，图3为本技术实施例提供的雨量信息采集模块的结构示意图。如图3所
示，雨量信息采集模块100包括雨量接收器16、第一太阳能板12、数据采集与处理箱体4以及雨量筒支架1，雨量接收器16、第一太阳能板12以及数据采集与处理箱体4固定在雨量筒支架1上；
[0067]
雨量筒支架1被三根支架固定牵引线3固定在地表2；雨量接收器16被固定在雨量筒支架1上，其中雨量接收器16内部焊接有锥形防蒸发隔板15，将雨量接收器16内部分为雨量收集腔17和雨量存储腔14，雨量存储腔14下部连接压力感应器13；数据采集与处理箱体4包括第一信号发射器7、第一信号发射器天线8、雨量模数转换器9、暴雨数据处理器10以及雨量数据计时器43；
[0068]
所有传感器都通过信号传输线5相连；可选地，传感器包括第一信号发射器7、雨量模数转换器9、暴雨数据处理器10、雨量数据计时器43，和第一蓄电池6通过信号传输线5连接。
[0069]
第一太阳能板12和数据采集与处理箱体4中的第一蓄电池6相连。
[0070]
可选地，如图3所示的雨量信息采集模块100被布设在流域上游区域，当有降雨时，雨将通过雨量接收器16的雨量收集腔17流入雨量存储腔14中，进入雨量存储腔14中的雨量将很少被蒸发，由于锥形防蒸发隔板15的作用；随着雨量的增加，雨量存储腔下端的压力感应器13会产生压力信号，该信号将通过第一数据传输线11传送到雨量模数转换器9中，模拟信号被转变为数字信号，同时雨量数据计时器43给数字信号打上时间标签，被打上标签的数字信号被发送到暴雨数据处理器10中，数字信号被转变为雨量体积数据。带有时间信息的雨量数据将通过第一信号发射器7(可以但不限定为无线发射器)被发送出去，数据发送频率与时间采集频率相同。雨量采集与处理系统中所有物理元件的运行都依赖于第一蓄电池6，白天第一太阳能板12为第一蓄电池6充电。
[0071]
请参考图4，图4为本技术实施例提供的水位信息采集模块的结构示意图。如图4所示，水位信息采集模块200包括：人工河道20、河床18、第二太阳能板24以及水位采集与信息处理箱体27；
[0072]
水位采集与信息处理箱体27配有水位感应器19、第二信号发射器28、第二信号发射器天线26、水位数据采集器25、水位模数转换器22、流量数据处理器21、第二蓄电池29以及水位数据计时器44；
[0073]
可选地，水位采集与信息处理箱体27中，水位感应器19与水位数据采集器25连接，水位数据采集器25与水位数据计时器44和水位模数转换器22连接，水位模数转换器22与流量数据处理器21连接，流量数据处理器21与第二信号发射器28连接，第二信号发射器28与第二信号发射器天线26相连，水位感应器19、水位数据采集器25、水位模数转换器22、流量数据处理器21、第二信号发射器28以及水位数据计时器44都连接到第二蓄电池29。
[0074]
水位感应器19连接到水位数据采集器25；
[0075]
第二太阳能板24和水位采集与信息处理箱体27中的第二蓄电池29相连。
[0076]
可选地，如图4所示的水位信息采集模块200被布设在出山口处，为人工河口20的断面。该断面设置的水位感应器19能够感应到人工河口断面的水位信号，水位信号被传输到水位数据采集器25中，水位采集器与水位数据计时器44相连，通过人工设置的水位采集频率，为每个水位信号标记时间标签。水位信号通过水位模数转换器22被转变为数字信号，该数字信号被传输到流量数据处理器21中，结合输入到流量数据处理器21中的出山口人口
河口20的横断面和纵断面特征数据，利用算式1-4计算出河流径流流量，这里假设河道断面为矩形，根据不同的河道断面，可以在流量数据处理器中嵌入不同的流量计算公式。带有时间标签的流量数据通过信号第二信号发射器28被发送出去。河道入口水位采集处理系统中所有传感器、处理器和计时器的电力都通过第二蓄电池29供应，第二蓄电池29白天通过第二太阳能板24充电。
[0077][0078]
r＝a/x(2)；
[0079]
a＝hl(3)；
[0080]
x＝2h+l(4)；
[0081]
其中：q为断面流量(m3/s)，n为渠道糙率，i为渠道纵坡比降，x为湿周(m)，a为横断面面积(m2),h为水位(m)，r为水力半径，l为河床宽度(m)。
[0082]
请参考图5，图5为本技术实施例提供的预警模块的结构示意图。如图5所示，预警模块400包括预警广播39、信号接收器41以及信号接收天线40。可选地，预警模块400还包括预警终端42。预警模块400中，信号接收天线40与信号接收器41连接，信号接收器41与预警广播39相连。
[0083]
可选地，数据综合处理器31将受灾人员信息、预警时段预警开始时间、预警结束时间、转移路线和安置点信息通过数据发送器34发送到预警模块400中，如图5所示；架设房屋38上的信号接收器41接收到信号，并将预警信息通过预警广播39进行播报。其次，更详细的预警信息，包括转移路线和安置点，将直接发送给可能受灾人员的预警终端42，如手机，使其能够安全及时撤离受灾区。
[0084]
本技术实施例提供的一种洪水灾害监测预警方法，可以但不限于应用于上述的洪水灾害监测预警系统，具体的流程，请参考下文。洪水灾害监测预警方法包括：
[0085]
雨量信息采集模块100采集目标区域内的雨量信息，并将采集到的雨量信息传输给处理模块300；
[0086]
水位信息采集模块200采集目标点位的水位信息，并将采集到的水位信息传输给处理模块300；
[0087]
处理模块300依据雨量信息和水位信息生成未来预设时间段内的预警信息，并将预警信息推送给预警模块400；
[0088]
预警模块400依据预警信息进行报警提醒。
[0089]
可选地，处理模块300依据雨量信息和水位信息生成未来预设时间段内的预警信息的步骤，包括：
[0090]
处理模块300依据雨量信息、流域典型暴雨时程分配数据、24小时平均点雨量数据、不同频率皮尔逊-iii型模比系数以及点面折减系数获取暴雨过程数据；
[0091]
处理模块300依据暴雨过程数据、河道特征参数、基流比例、汇流参数、流域特征数据以及站点地理特征获取洪水过程线；
[0092]
处理模块300基于洪水过程线生成未来预设时间段内的预警信息。
[0093]
需要说明的是，本实施例所提供的洪水灾害监测预警方法，其可以执行上述系统实施例所示的功能用途，以实现对应的技术效果。为简要描述，本实施例部分未提及之处，
可参考上述的实施例中相应内容。
[0094]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
[0095]
对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种洪水灾害监测预警系统，其特征在于，所述洪水灾害监测预警系统包括：雨量信息采集模块(100)、水位信息采集模块(200)、处理模块(300)以及预警模块(400)，所述处理模块(300)分别与所述雨量信息采集模块(100)、所述水位信息采集模块(200)以及所述预警模块(400)通信连接；所述雨量信息采集模块(100)用于采集目标区域内的雨量信息，并将采集到的雨量信息传输给所述处理模块(300)；所述水位信息采集模块(200)用于采集目标点位的水位信息，并将采集到的水位信息传输给所述处理模块(300)；所述处理模块(300)用于依据所述雨量信息和所述水位信息生成未来预设时间段内的预警信息，并将所述预警信息推送给所述预警模块(400)；所述预警模块(400)用于依据所述预警信息进行报警提醒。2.如权利要求1所述的洪水灾害监测预警系统，其特征在于，所述处理模块(300)还用于依据所述雨量信息、流域典型暴雨时程分配数据、24小时平均点雨量数据、不同频率皮尔逊-iii型模比系数以及点面折减系数获取暴雨过程数据；所述处理模块(300)还用于依据所述暴雨过程数据、河道特征参数、基流比例、汇流参数、流域特征数据以及站点地理特征获取洪水过程线；所述处理模块(300)还用于基于所述洪水过程线生成未来预设时间段内的预警信息。3.如权利要求2所述的洪水灾害监测预警系统，其特征在于，所述雨量信息包括平均雨量，所述暴雨过程数据的算式为：其中，s表征暴雨过程数据，表征24小时平均点雨量数据(mm)，cstorm表征流域典型暴雨时程分配数据，cv表征暴雨参数变异系数，h
avg
表征平均雨量，kp表征不同频率皮尔逊-iii型模比系数，alfa表征不同历时点面折减系数。4.如权利要求2所述的洪水灾害监测预警系统，其特征在于，所述河道特征参数包括流域河道长度，所述流域特征数据包括流域面积和流域纵比降，所述站点地理特征包括站点位置经纬度，所述洪水过程线的算式为：f＝f（c
a
，l，j，ct
loc
，ψ，m，bf，w
m
，i0，s)；其中，f表征洪水过程线，s表征暴雨过程数据，c
a
表征流域面积，l表征流域河道长度，j表征流域纵比降，ct
loc
表征站点位置经纬度，w
m
表征流域最大蓄水量，i0表征降雨初损，ψ表征产流系数，m表征流域汇流参数，bf表征基流比例。5.如权利要求2所述的洪水灾害监测预警系统，其特征在于，所述预警信息包括危险区域、预警时段、转移路线以及安置点，所述处理模块(300)还用于获取待预估区域内的人口分布数据、防治区企事业单位详查数据、桥梁工程数据、路涵工程数据以及水闸工程数据；所述处理模块(300)还用于基于所述洪水过程线与所述待预估区域内的人口分布数据、所述防治区企事业单位详查数据、所述桥梁工程数据、所述路涵工程数据以及所述水闸工程数据生成未来预设时间段内的危险区域、预警时段、转移路线以及安置点。6.如权利要求1所述的洪水灾害监测预警系统，其特征在于，所述雨量信息采集模块
(100)包括雨量接收器(16)、第一太阳能板(12)、数据采集与处理箱体(4)以及雨量筒支架(1)，所述雨量接收器(16)、所述第一太阳能板(12)以及所述数据采集与处理箱体(4)固定在所述雨量筒支架(1)上；所述雨量筒支架(1)被三根支架固定牵引线(3)固定在地表(2)；所述雨量接收器(16)包括雨量收集腔(17)、雨量存储腔(14)、压力感应器(13)以及锥形防蒸发隔板(15)；所述数据采集与处理箱体(4)包括第一信号发射器(7)、第一信号发射器天线(8)、雨量模数转换器(9)、暴雨数据处理器(10)以及雨量数据计时器(43)；所有传感器都通过信号传输线(5)相连；所述第一太阳能板(12)和所述数据采集与处理箱体(4)中的第一蓄电池(6)相连。7.如权利要求1所述的洪水灾害监测预警系统，其特征在于，所述水位信息采集模块(200)包括：人工河道(20)、河床(18)、第二太阳能板(24)以及水位采集与信息处理箱体(27)；所述水位采集与信息处理箱体(27)配有水位感应器(19)、第二信号发射器(28)、第二信号发射器天线(26)、水位数据采集器(25)、水位模数转换器(22)、流量数据处理器(21)、第二蓄电池(29)以及水位数据计时器(44)；所述水位感应器(19)连接到所述水位数据采集器(25)；所述第二太阳能板(24)和所述水位采集与信息处理箱体(27)中的第二蓄电池(29)相连。8.如权利要求1所述的洪水灾害监测预警系统，其特征在于，所述预警模块(400)包括预警广播(39)、信号接收器(41)以及信号接收天线(40)。9.一种洪水灾害监测预警方法，其特征在于，应用于洪水灾害监测预警系统，所述洪水灾害监测预警系统包括：雨量信息采集模块(100)、水位信息采集模块(200)、处理模块(300)以及预警模块(400)，所述处理模块(300)分别与所述雨量信息采集模块(100)、所述水位信息采集模块(200)以及所述预警模块(400)通信连接，所述方法包括：所述雨量信息采集模块(100)采集目标区域内的雨量信息，并将采集到的雨量信息传输给所述处理模块(300)；所述水位信息采集模块(200)采集目标点位的水位信息，并将采集到的水位信息传输给所述处理模块(300)；所述处理模块(300)依据所述雨量信息和所述水位信息生成未来预设时间段内的预警信息，并将所述预警信息推送给所述预警模块(400)；所述预警模块(400)依据所述预警信息进行报警提醒。10.如权利要求9所述的洪水灾害监测预警方法，其特征在于，所述处理模块(300)依据所述雨量信息和所述水位信息生成未来预设时间段内的预警信息的步骤，包括：所述处理模块(300)依据所述雨量信息、流域典型暴雨时程分配数据、24小时平均点雨量数据、不同频率皮尔逊-iii型模比系数以及点面折减系数获取暴雨过程数据；所述处理模块(300)依据所述暴雨过程数据、河道特征参数、基流比例、汇流参数、流域特征数据以及站点地理特征获取洪水过程线；所述处理模块(300)基于所述洪水过程线生成未来预设时间段内的预警信息。

技术总结
本申请提出一种洪水灾害监测预警系统及方法，包括：雨量信息采集模块、水位信息采集模块、处理模块以及预警模块，处理模块分别与雨量信息采集模块、水位信息采集模块以及预警模块通信连接；雨量信息采集模块用于采集目标区域内的雨量信息，并将采集到的雨量信息传输给处理模块；水位信息采集模块用于采集目标点位的水位信息，并将采集到的水位信息传输给处理模块；处理模块用于依据雨量信息和水位信息生成未来预设时间段内的预警信息，并将预警信息推送给预警模块；预警模块用于依据预警信息进行报警提醒。实现了从上游雨量信息获取、分析与发送、暴雨预测、设计洪水过程、危险区划分、危险群众识别、转移路线和安置点识别的全自动化过程。化过程。化过程。


技术研发人员：盖迎春 王静
受保护的技术使用者：中国科学院西北生态环境资源研究院
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/6/28