浅谈杭深线铁路风雨监测点设置的合理性

侯海方

（中国铁路上海局集团有限公司宁波工务段，工程师，宁波315012）

高铁防灾系统通过分布在沿线的风、雨监测点动态监控环境风速、风向及雨量，当其超出警戒值时，设置在调度所的防灾终端发出大风限速、停运等预警信息，调度员根据需要输入列车运行速度控制命令，同时由CTC系统自动生成调度命令通过无线通信系统传送给司机，直接控制列车运行速度从而确保高铁安全。根据铁路周边环境及气象信息，找出最优风、雨监测点设置位置，既能最大限度地发挥防范作用，又能将自然灾害对铁路运输秩序的影响程度降到最低。

1 铁路风雨监测仪种类及设置原则

1.1 既有杭深线铁路风雨监测仪器种类 杭深线铁路风速风向监测采用德国Lambrecht热场式风速风向仪和芬兰VAISALA公司的WXT520型超声波风速风向仪，雨量监测均采用WXT520型超声波风速风向仪(该设备兼具测量风速、风向及雨量功能)。日前采购的设备为新一代维萨拉WXT530系列气象变送器，可提供气压、相对温度、湿度、降雨量、风速和风向等6种重要气象参数。

WXT520型超声波风速风向仪应安装在周围物体（例如树和建筑物）不会产生涡流的位置。一般在无遮掩、宽敞地段，通过支架将其固定在接触网杆上，距轨面4 m±0.1 m，与接线箱连接构成现场监测点，接触网杆四周至少应该有150 m的开阔空间，如图1所示。

图1 WXT520型超声波风速风向仪安装

1.2 风速监测点设置原则 瞬时最大环境风速值超过15 m/s地区应设置风速风向监测点。

1)根据气象条件设点。要根据气象站的历史风速资料分析两年一遇的瞬时最大风速，当其大于30 m/s时，监测点按1～5 km间距设置；当其大于20 m/s且小于30 m/s时，监测点按5～10 km间距设置；当其小于20 m/s时，监测点按10～15 km间距设置。

2）根据地理环境设点。

（1）桥梁（高路堤）区段：按5～10 km间距设置监测点，长度小于3 km的桥梁，设置1个监测点；长度大于3 km且小于5 km的桥梁，则根据现场地形情况设置1～2个监测点；长度大于5 km且小于15 km的桥梁，设置3个监测点。桥梁中心及跨越江河区段必须设置风监测点。

（2）垭口（峡谷、河谷）区段：风监测点按1～5 km间距设置，垭口中心必须设置一台，长度大于800 m的垭口根据地形情况适当增设。

（3）隧道区段：长度大于500 m的隧道视现场地形、风速决定是否在其进出口设风监测点。

（4）其他区段：平原及其他区段风监测点按10～15 km间距设置。

1.3 雨量监测点设置原则 原则上年降雨量大于2000 mm地区应设置雨量监测点，雨量监测点应设置在路基地段；有条件时，雨量监测点与风速风向仪同址安装于接触网杆上，其设置要综合考虑沿线降雨量、地形地貌及地质、植被等情况。

1）根据雨量布点。根据气象部门既有雨量数据，年降雨量大于2 000mm区段，雨量监测点按10～15km间距设置；年降雨量大于1 500 mm且小于2 000 mm区段，雨量监测点按15～20 km间距设置；年降雨量小于1 500 mm区段雨量监测点按20～25 km间距设置。年降雨量严重分布不均匀区段，可根据雨量数据适当增设雨量监测点。

2）根据地形、地貌布点。

（1）连续路基地段，有砟轨道线路，雨量监测点按15～20 km间距设置；无砟轨道线路，雨量监测点按20～25km间距设置。

（2）高路堤（堑）地段：堤（堑）高大于30 m区段雨量监测点按10～15 km间距设置；堤（堑）高大于10 m小于30 m区段雨量监测点按15～20 km间距设置；堤（堑）高小于10 m区段雨量监测点按20～25 km间距设置。

（3）设有防护网的隧道口按现场实际需要设置雨量监测点。

（4）排水断面较小，遇强降雨可能导致排水不畅区段可适当增设雨量监测点。

3）根据地质条件布点。膨胀土、软土路基等地质不良区段雨量监测点按10～15 km间距设置，其他区段按15～25 km间距设置。

2 杭深线铁路风雨监测点设置情况

2.1 杭深线铁路基本概况 杭深线铁路沿线地形复杂，主要表现为低山丘陵、堆积平原地形，西高东低，山脉与盆地呈北东、北北东向排列。低山丘陵海拔一般在100～600 m之间，少数山峰在800m以上，自然山坡坡度15～50°。堆积平原大多分布在山前、河流两岸及河口和海湾滩涂地带，沿线地形地貌较为复杂。部分线路区段通过滨海海积平原区及低山丘陵区，海积平原地势平坦开阔，地面高程在2～5 m之间。

杭深线甬台温段沿线属亚热带季风气候区，温暖湿润，雨量充沛，四季分明。多年平均气温16.1℃～16.5℃，平均雨量1100～2 300 mm，年最大降水量2 552.6 mm，每年7～9月为台风季节，最大风力12级以上，最大风速达40.0 m/s。

2.2 杭深线铁路风雨监测设置情况 目前杭深线共设置18处大风监测点、1处雨量监测点、33处风雨监测点，结合沿线雨量信息综合考虑，这些监测点均设置在四周较为开阔长大桥梁上。其中，风监测点平均间距6.6 km，雨监测点平均间距10.29 km。

3 杭深线铁路风雨监测点存在问题

3.1 风速监测点设置问题 以瞬时最大风速超过30 m/s报警值为研究对象，统计杭深线近两年所有风监测点监测数据，风速值超过30 m/s共101次，其中12级大风报警78次。受沿海台风天气影响，30 m/s以上大风多集中在7～9月，累计70次，风速值达35.5 m/s共60次。据既有风口位置调查和有关监测数据可发现以下问题：

1）监测点设置不合理。《铁路自然灾害及异物侵限监测系统工程设计暂行规定》明确规定：设计速度200 km/h铁路沿线极大风速值超过25 m/s的区段应设置风速风向监测点。而据调查统计有的设置点近两年风速值达35.5 m/s只有13次，占总数据的21.7%，其中K345路堤地段同期从未出现过30 m/s以上强风，表明有的监测点缺乏设置的必要性。

2）监测点设置有遗漏。

（1）风监测点的设置未充分考虑上跨桥防抛网、路桥地段声屏障、彩钢瓦等轻飘物影响。如：2017年8月16日杭深线K604+305涵洞上方声屏障发生倒伏事件，经现场调查发现距发生倒伏事件处不远的K608+200处风速监测点当时所测最大风速为29.8m/s。此例，提示应在具有倒伏风险处设置风速监测点。

（2）长大隧道进出口位置是高路堑地段的，宜设置监测点。如：2019年超强台风利奇马登陆浙江温岭，乌岩山隧道进口高路堑上方的轻飘物被吹进网内、树枝散落隧道内、栅栏网倒伏侵限，现场缺少风速风向监测点。

3.2 雨量监测点设置问题 以2016年至2018年9月7日杭深线所有雨量监测点监测数据进行分析。杭深线地处东南沿海，降雨量受梅雨天气及台风天气影响较大。尤其是2018年在华东地区登陆台风数量及频次较高，导致限速45km/h次数较多，为正常年份次数的3-5倍。

统计杭深线各雨量计限速报警概率≥20%处所表1所示：

表2 杭深线限速概率较大区段统计

当降雨量达到出巡警戒值后，应立即派员对重点区段和设备在栅栏网外进行巡查，检查区段为降雨量达到警戒值的雨量计相邻两区间内的路桥隧设备。限速报警后，还需立即安排人员添乘检查，经确认设备无异常、所有巡查人员均已撤出栅栏后，方可逐步解除限速。因此，针对限速概率较大区段，雨量计的设置应能满足现场快速检查确认的要求，尽可能的降低影响行车安全及列车延误的风险。

从表 1可看出，K426+593、K455+856、K507+851、K532+129四处雨量监测点对应的冒雨巡查区间均超过20 Km，尤其是K455+856雨量报警次数最多，巡查区间长达41.768km。该处监测点与邻近监测点K426+593相距29.263 km，远超设计规范规定。巡查区间内的隧道有11座（其中一座为6 993 m长的无砟隧道），在雨量报警如此频繁且限速概率较大的区段，隧道口发生滑坡的隐患极大，很有必要再增设1处雨量监测点，减少冒雨巡查区间，尽快确认设备状态，确保第一时间发现并及时处理水害隐患。测点。雨量监测点的设置应充分考虑冒雨出巡时效性，提高冒雨出巡效率与质量。在限速概率较大区段建议增设雨量监测点，减少限速区间范围，提高现场巡查效率。高速铁路高路堤、高路堑地段及隧道口处受降雨影响，易发生滑坡、泥石流、落石等自然灾害，在这些特殊地点还应重点设置雨量监测，雨量监测点距特殊地点距离应不大于5 km。

因桥梁对雨量敏感程度不如路基地段，且近年杭深线多发水害为边坡溜坍及水漫路肩，如能在高路堤（堑）或排水断面较小地段适当设置雨量点，可更好发挥监测作用。

5 结语

设置风雨监测点是科技保安全的具体实践，如何在设置中更好地体现必要性合理性效益性的高度统一，需要总结经验教训，不断探索创新，努力提升风雨监测设置的效能。

4 改进建议

风监测点的设置应充分考虑彩钢瓦、轻飘物、上跨桥、声屏障等影响，长大隧道进出口宜设置风速监