水文自動測報系統(tǒng)在伊春地區(qū)的應用特性分析

李金楠，雷 慶，張丹丹

（伊春水文局，黑龍江伊春 153000）

1 系統(tǒng)概述

伊春水文水情自動化測報系統(tǒng)設有78個雨量站、5個水位站，8個水文站和2個分中心站。遙測數(shù)據(jù)通過傳感器自動采集水雨情信息，以多種方式傳送到前置機實時收集后，經(jīng)前置機軟件對數(shù)據(jù)進行解碼、糾錯和合理性檢測，以開放數(shù)據(jù)庫的形式存儲，通過共享方式供后臺主機進行洪水預報、實時監(jiān)控等。

2 伊春地區(qū)水文情況概述

伊春市位于黑龍江省東北部，北部以黑龍江中心航線為界、與俄羅斯隔江相望，邊境線長249.5 km，是中國東北邊疆的重要門戶。市轄區(qū)南北長329 km，東西寬125 km。全市行政區(qū)劃面積32 759 km2，林業(yè)施業(yè)區(qū)劃面積386萬hm2。市區(qū)域地貌屬低山丘陵，小興安嶺縱貫南北，地理特征是“八山半水半草一分田”。北部多臺地、寬谷;中部低山丘陵，山勢和緩;南部屬低山，山勢較陡。最高峰為平頂山，海拔1 429 m。西部鐵力市位于松嫩平原，地勢呈波狀。氣候屬北溫帶大陸季風氣候區(qū)。四季分明，冬季嚴寒、干燥而漫長;夏季溫熱而暫短。年降雨量550～670 mm，降雨集中在夏季6～9月，屬濕潤地區(qū)。全地區(qū)設有具備自動測報功能的雨量站有78個和水位站5個，水文站8個。伊春地區(qū)汛期主要集中在6～9月，洪水暴漲暴落，洪峰持續(xù)時間短。汛期常出現(xiàn)突發(fā)性強降雨，防山洪預警任務較重。

3 自動測報系統(tǒng)在伊春地區(qū)的運行情況

水文自動測報系統(tǒng)在伊春地區(qū)已經(jīng)建成8 a，運行情況穩(wěn)定，時實監(jiān)測預報起了很大的作用。為防洪抗旱提供了有力的保障。

3.1 伊春地區(qū)自動測報通訊圖

伊春地區(qū)自動測報通訊見圖1。

圖1 伊春地區(qū)自動測報通訊圖

3.2 系統(tǒng)硬件配置

系統(tǒng)遙測站終端設備包括傳感器、發(fā)射機、調(diào)制器、終端機、接口設備、天線和電源（電源均采用蓄電池和太陽能電池浮充供電）等。中心站設備包括天線、接收設備、調(diào)制解調(diào)設備、前置處理機、計算機等。

3.3 系統(tǒng)軟件功能

1）系統(tǒng)初始化：對新建系統(tǒng)的站號、站名、測站屬性、水位計類型、水位基值、水位上限、水位下限及終端機等參數(shù)進行初始化設定。

2）通信狀態(tài)顯示：監(jiān)視與遙測站的通信狀況，顯示原始信息及處理后的有關水文數(shù)據(jù)，動態(tài)報警顯示和查看報警。

3）數(shù)據(jù)自動接受及顯示、存儲：系統(tǒng)通過超短波、GSM及PSTN通信方式自動實時接受遙測終端設備發(fā)送的自報數(shù)據(jù)、定時報數(shù)據(jù)及召測數(shù)據(jù)、固態(tài)數(shù)據(jù)，將接收到的實時信息即時顯示，并通過解析、處理存儲在ACCESS及SQL SERVER數(shù)據(jù)庫中。

4）遠程數(shù)據(jù)修改：監(jiān)測中心可以向遙測終端發(fā)送定時報時段、雨量加報閥值、水位加報閥值等參數(shù)進行修改，系統(tǒng)可以由用戶操作向測站以不同通訊方式下發(fā)召測命令。

5）遠程固態(tài)數(shù)據(jù)提?。合到y(tǒng)下發(fā)命令讀取遙測終端固態(tài)存儲器中的所有數(shù)據(jù)或任意時段的部分數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以由用戶操作向測站以不同通訊方式下發(fā)召測命令。

6）實時數(shù)據(jù)顯示：接收到各遙測站的實時數(shù)據(jù)后，前置機進行正誤性判別，消去誤碼.實時測報和存儲各個遙測站點的水位、流量等水情信息并以表格的形式顯示出來;流域圖則顯示出流域及各測站的動態(tài)水情，包括該站的時段降雨總量、平均雨量、最大雨量等參數(shù)。

7）數(shù)據(jù)查詢：可按單站、多站、查詢起止時間、不同時段來查詢上述記錄及歷史曲線及歷史數(shù)據(jù)查詢。

8）系統(tǒng)管理：由時間設置、測站參數(shù)設置、系統(tǒng)參數(shù)設置等幾個子模塊構成，其特點是可遠程修改各測站相關參數(shù)，完成中心站對遙測站的實時管理。

9）從監(jiān)控中心工作站自動讀取水位、流量數(shù)據(jù)，并根據(jù)用戶設定從數(shù)據(jù)庫中讀取某時間段內(nèi)的水位、流量數(shù)據(jù)生成各種日報表、月報表、年報表。

4 伊春地區(qū)應用水文自動測報系統(tǒng)優(yōu)勢分析

1）使各項水文資料從原始數(shù)據(jù)錄入到最終形成檔案資料實現(xiàn)了自動化，工作效率和質量大大提高，爭取了防洪抗災時間，降低發(fā)生洪澇災害的風險。

2）減輕了工人的勞動強度，運行測報系統(tǒng)后，原本由各基層分別上報的實時數(shù)據(jù)，集中到了監(jiān)測系統(tǒng)中心控制室和各領導部門的計算機的屏幕上，增強了實時性，使操作人員和領導干部隨時了解全伊春地區(qū)的水文實時數(shù)據(jù).

3）經(jīng)過自動測報的數(shù)據(jù)與人工的對比以后得知數(shù)據(jù)的可靠性和實時性大大增強了，并方便管理，測報系統(tǒng)對整個伊春地區(qū)進行全方位的監(jiān)控，實時數(shù)據(jù)每60 s就更新一次，使領導能快捷地了解全伊春的實時的降水與水位的信息，為防洪抗旱爭取了寶貴的時間提高了時效性和可靠性。

5 伊春地區(qū)應用水文自動測報系統(tǒng)存在問題剖析

自動測報系統(tǒng)雖然解決了時實水情變化監(jiān)測，提高了工作效率，簡化了工作程序，但是自動測報也有很多的不足，比如水情自動測報維護不方便，大多數(shù)的監(jiān)測雨量站都處于偏遠的山區(qū)和林場內(nèi)，如果出現(xiàn)故障難以及時排除.由于安裝的設備大都地處山區(qū)，系統(tǒng)設備的安全就難以保障，經(jīng)常會出現(xiàn)系統(tǒng)設備丟失等現(xiàn)象。當系統(tǒng)的電力供應或設備出現(xiàn)異常情況時，水雨情數(shù)據(jù)往往無法發(fā)送，甚至全部丟失，伊春地區(qū)位于小興安嶺腹地，流域內(nèi)多屬高山峽谷分布的山地地貌特征，系統(tǒng)傳輸質量受其影響穩(wěn)定性要比平原低，各軟件聯(lián)通環(huán)節(jié)過多出現(xiàn)問題短時間難以快速解決。

6 伊春地區(qū)完善測報系統(tǒng)應用的建議性改進方法

1）對于伊春特別地形地貌來說水文自動測報應該挑選離城區(qū)較近，交通方便而且具有代表性的地區(qū)布設系統(tǒng)，這樣維護起來比較方便快速而且出現(xiàn)故障能及時排除，為抗洪防汛爭取寶貴的時間。

2）由于伊春地區(qū)位于小興安嶺腹地，傳輸信號不穩(wěn)定。建議在信號穩(wěn)定，通信正常的情況下，在分中心下載數(shù)據(jù)，進行備份，避免數(shù)據(jù)的丟失。也可以換成電臺傳輸，電臺穩(wěn)定不會因為出現(xiàn)惡劣天氣而出現(xiàn)通訊問題。

3）信息傳輸系統(tǒng)的可靠性必須要有檢測措施，中心站管理人員必須隨時檢查定時信號，有無測站信號中斷。同時在測站應具有補救方案，如系統(tǒng)建設過程中要考慮測站有無通話功能等，當測站發(fā)現(xiàn)本站設備出現(xiàn)故障，應起用補救方案及時將水雨情信息報告中心站。

4）應針對分中心自動測報軟件容易出現(xiàn)故障這一缺點，應對自動測報軟件進行備份，做為應急時使用，還應對自動測報出現(xiàn)故障做出應急方案，如出現(xiàn)軟件失效等現(xiàn)象使用備用軟件完全替換使自動測報能快速有效的恢復工作，起用應急方案及時將水雨情信息報告省防汛水情中心。水文自動測報屬水文領域新興技術，在使用過程中還要不斷的補充和完善才能更好的發(fā)揮其作用。

[1]北京燕禹水務科技有限公司.雨水情自動測報系統(tǒng)用戶手冊[R].北京：北京燕禹水務科技有限公司，2007.