河南栾川雨量雷达基地
中国国土广袤,地形复杂,有许多地区山高坡陡,同时季风气候又使得降水丰沛,在山区小流域,河流源短流急,在暴雨天气下就极易发生山洪灾害。山洪会冲毁房屋、田地、道路和桥梁,很容易造成严重的财产损失与人员伤亡。但由于目前气象部门尚难以对山区小流域突发性特发暴雨做出及时准确的预报,因此山洪的准确预测便成为了难题。
为针对山洪灾害的防治,中国水科院减灾中心计划在河南省栾川县建设雨量雷达基地,安徽威德萨科技有限公司有幸与中国水科院及河南省栾川县水利局合作,参与到这个项目中来。
山洪成因与危害
山洪是指在山区溪沟中发生的暴涨洪水。山洪具有突发性,且水量集中流速大、冲刷破坏力强,并会在水流中挟带泥沙甚至石块,常造成局部性洪灾,一般分为暴雨山洪、融雪山洪、冰川山洪等。通过提高防洪标准、调整人类活动方式、增强山区群众防灾避灾意识,可以达到减少山洪灾害发生频率或减轻其危害的目的。
一般形成山洪泥石流的地形特征是中高山区,相对高差大,河谷坡度陡峻。表层为植皮覆盖有较厚的土体,土体下面为中深断裂及其派生级断裂切割的破碎岩石层。大范围树林、毛竹覆盖,汛期当暖湿空气携带大量水气,达到林区上空,与林区温度偏低,相对湿度偏大的冷空气交锋,易造成大的局部降水。水体既是山洪泥石流的组成部分,又是激发因素,主要来自降雨。
山洪(图片来源于网络)
项目背景
山洪的预警预报难度大,主要就是现阶段难以针对山洪的突发性,对降水进行小范围高精度的预测。且我国山洪灾害防治刚刚起步,未形成完善的山洪灾害防御的框架体系。群众防灾避险意识和技能较低,基层管理和技术人员普遍缺乏。需长期开展培训和宣传教育工作。山洪灾害防治工作还存在一些未解决或解决不够完善的重大理论及技术问题。
在2016年度全国山洪灾害防治项目建设任务中,明确提出在18个省开展山洪灾害防治县建设,鼓励各地进行探索。在各地选择代表性较强、地方有积极性、基础条件较好的县进行建设,中国水科院减灾中心在与各地交流基础上,通过筛选,确定了河南省栾川县作为减灾中心的野外试验基地,并与河南省栾川县签订了合作协议,共同建设“全国山洪灾害防治试验基地”。
2016年3月16日,水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心与河南省栾川县水利局签订了全国山洪灾害防治试验基地建设合作协议。
项目合作
栾川县防洪减灾技术服务中心与安徽威德萨科技有限公司签订了关于栾川县山洪灾害防治试验项目基地天气雷达数据处理分析的技术合同。主要内容包括栾川县山洪灾害防治试验项目基地2017年度天气雷达数据采集与数据处理分析、整编,以及对栾川县防洪减灾技术服务中心的有关工作人员进行技术咨询和技术培训与指导。
项目进展
雨量雷达基地
雷达安装前期准备工作历经半年时间,从2017年2月开始勘测和选址,3月最终确认项目实地:位于栾川县伏牛山揽秀台西南方向,北纬33° 43'36 ",东经111° 28' 47"海拔2003米。
伏牛山滑雪场
雷达站位置示意图
雷达站位置确定后,各项手续与准备工作于5月完成,6月正式开始雷达站的施工。
施工中的雷达站
雷达站施工同时,安徽威德萨科技的技术人员在给天气雷达QX-60做着最后的检验和测试,并同步准备雷达支架、避雷针、雷达防护罩等其他附属设施。
2017年9月,各项前期准备工作完成后,天气雷达运往河南栾川县安装。雷达站所处的山顶,道路崎岖,本就无法通行车辆,只能使用最原始的人力运输,又因连日降雨泥泞不堪,更增加了运输的难度。前后共花费近10天,终于将雷达成功安装于山顶雷达站。
运输雷达上山
避雷针安装
雷达安装成功
接下来,天气雷达将在栾川雨量雷达基地正式开始测试并使用。
高时空分辨率天气雷达QX-60
天气雷达QX-60是此次山洪防治项目中的重要工具。
QX-60
目前传统气象部门所使用的天气雷达,多为单极化或双极化的脉冲雷达,辐射范围广,覆盖面积大但精度不足,只适用于大区域的云层观测、降雨预报,但难以对山区小流域局部突发性特大暴雨做出及时准确的预报。而QX-60采用的是调频连续波4极化X波段,测量范围60公里,拥有超高的时间分辨率(≥10米)和空间分辨率(≤30秒),适合对雷雨、暴风雪及降水等进行预报和预警。
在接下来的实际测量中,安徽威德萨将会继续努力,积极配合数据采集工作,为山洪灾害的防治做出贡献。