小流域山洪监测网络节点布设模型的研究

张捐净，苏健民，刘嘉新

山区小流域由于山高坡陡、河流源短流急，在暴雨天气下易于发生山洪灾害［1］。据1950～2000年资料分析，洪涝灾害死亡人数为26.3万人，其中山区死亡人数18万人，占总死亡人数的68.4%。近5年山洪灾害死亡人数下降为1 000人左右，但山洪灾害造成的死亡人数占全国洪涝灾害死亡人数的比例大致呈逐年递增趋势［2］。

我国山洪灾害的防御策略是“以防为主，防重于抢”，防御防治的方法是既要采取工程措施，提高工程防洪标准，也要采取非工程措施，建立综合防洪减灾体系，提高防灾抗风险能力［3］。2010年7月21日国务院常务会议决定“加快实施山洪防治规划，加强监测预警系统建设，建立基层防御组织体系，提高山洪灾害防御能力”［4］。

但是目前我国绝大多数山丘区小流域没有监测预报和预警系统，即使有监测站点，也因单点局部水情的预报精度不高，报汛段次太少，使得山丘区山洪灾害的预报预警非常薄弱，无法从整体的角度对整个山区的山洪动向进行预警。而无线传感器网络由于其分布广、自组织、无需布线等特性，为山洪监测提供了新的方法。具有传感模块、能量模块、通信模块和微处理器模块的微型传感器节点分布在监测区域，以自组织的方式构成网络，完成对监测区域数据的采集［5］。

现在对无线传感器网络节点布置的研究都假设传感器节点是均匀布置的，由飞机或其它的工具均匀撒落在无线传感器网络覆盖的区域［6］，陆克中等人在文献［7］中提出了一种线型无线传感器网络的节点布置方案，但是在此方案布置中没有考虑到节点空闲状态能量的消耗问题。……