麗水市實(shí)時(shí)水情WebGIS發(fā)布與預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用分析

葉方紅

(麗水市水文站,浙江 麗水 323000)

1 問(wèn)題的提出

麗水市地處浙江省西南部,多年平均降水量1733 mm,一般在1360～2280 mm,其中4—9月的雨量占全年總量的70%以上。4—6月以梅雨為主,雨量集中,過(guò)程雨量大;7—9月以臺(tái)風(fēng)雨為主,容易帶來(lái)大風(fēng)暴雨。汛期雨水多,容易引發(fā)山洪災(zāi)害,防汛形勢(shì)嚴(yán)峻。如何及時(shí)快速地獲取相關(guān)的水情信息并分析出當(dāng)前的汛情形勢(shì)為防汛部門提供科學(xué)的決策依據(jù),一直是防汛領(lǐng)域研究的一個(gè)重要課題。

近年來(lái),麗水市防汛信息化建設(shè)雖取得了較大程度的發(fā)展,但社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)麗水市的防汛工作提出了更高的要求,從總體上來(lái)看,防汛所需的水情、雨情信息較為分散,難以充分發(fā)揮水雨情數(shù)據(jù)的作用,為此需要對(duì)這些分散的水情系統(tǒng)進(jìn)行集成、管理,形成一個(gè)完整的全市水情信息傳輸網(wǎng)絡(luò)體系,將全市數(shù)據(jù)源信息進(jìn)行有機(jī)的整合、組織和結(jié)構(gòu)化處理,為防汛提供更加直觀、實(shí)時(shí)的信息支撐,開(kāi)發(fā)一套基于空間分析技術(shù)的汛情形勢(shì)分析、水情信息查詢監(jiān)視和預(yù)警的綜合性WebGIS系統(tǒng)是十分有必要的。

2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

麗水市實(shí)時(shí)水情WebGIS發(fā)布系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā),用戶通過(guò)瀏覽器就能方便查看全市最新的水雨情信息及各站點(diǎn)的歷史水雨情信息。該系統(tǒng)采用地圖與表格相結(jié)合的方式來(lái)展示全市的水雨情信息,用戶通過(guò)該地圖就能較清楚地了解各遙測(cè)點(diǎn)周邊的地形地貌及河道走向等地理信息。同時(shí)通過(guò)該系統(tǒng)超級(jí)用戶能對(duì)各遙測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)信息和屬性信息等的管理維護(hù),保證遙測(cè)站上傳數(shù)據(jù)的正確與及時(shí)。

麗水水雨情WebGIS發(fā)布系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)從功能上可以分為八大主要模塊,分別為首頁(yè)信息展示模塊、水雨情信息查詢模塊、水雨情監(jiān)視預(yù)警模塊、水雨情滾動(dòng)監(jiān)視模塊、水雨情分析模塊、系統(tǒng)管理模塊、水雨情過(guò)程表達(dá)模塊、短信報(bào)警模塊。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。利用GIS軟件功能模塊的強(qiáng)大運(yùn)算能力和地理空間分析能力,結(jié)合水利專業(yè)模型,運(yùn)用WebGIS技術(shù),能實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的“地圖化”發(fā)布,實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地進(jìn)行防汛形勢(shì)的分析研究,為全市的防汛指揮調(diào)度提供多方位的數(shù)據(jù)參考。

圖1 WebGIS系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架圖

3 系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)踐

在防汛工作中,特別是在臺(tái)風(fēng)期間,作為水情部門,要求及時(shí)、準(zhǔn)確、直觀地向上級(jí)部門傳送水情信息。麗水市實(shí)時(shí)水情WebGIS發(fā)布與預(yù)警系統(tǒng)正是這樣的一套能為防汛直接服務(wù)的系統(tǒng),該系統(tǒng)的建設(shè)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了水雨情信息的可視化、形象化和實(shí)時(shí)化。改變了以往表現(xiàn)信息使用的數(shù)字、報(bào)表等呆板的形式,以直觀可視的圖形方式表現(xiàn)數(shù)據(jù),而且更重要的是實(shí)現(xiàn)了信息的實(shí)時(shí)化,為上級(jí)防汛部門提供更及時(shí)、更準(zhǔn)確的水雨情信息,為防汛決策爭(zhēng)取更多寶貴的時(shí)間。

3.1 防汛水雨情信息支撐

防汛的主要工作是根據(jù)實(shí)時(shí)降雨情況運(yùn)用降雨徑流模型等對(duì)未來(lái)可能發(fā)生的情況進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),然后根據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的結(jié)果制定防汛調(diào)度預(yù)案和方案來(lái)進(jìn)行防洪調(diào)度和搶險(xiǎn)。該項(xiàng)應(yīng)用能對(duì)防汛提供水雨情支撐,為防汛會(huì)商提供基礎(chǔ)支持,系統(tǒng)提供了雨量與水位2部分的查詢 (見(jiàn)圖2),其中雨量查詢能對(duì)當(dāng)前時(shí)段和重要?dú)v史時(shí)段的雨量信息進(jìn)行查詢,水位查詢可以進(jìn)行條件查詢。實(shí)時(shí)水雨情信息查詢中,雨量查詢相對(duì)比較重要和頻繁,在防汛的初始時(shí)期,主要是對(duì)雨量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)?？梢园凑樟饔蚝托姓^(qū)域進(jìn)行條件檢索,以直觀的方式顯示在客戶端。如果需要詳細(xì)了解單站的降雨過(guò)程,可以通過(guò)單擊表格中相應(yīng)的站名調(diào)出該站的過(guò)程線。

圖2 水情查詢界面圖

3.2 水雨情實(shí)時(shí)監(jiān)視預(yù)警

監(jiān)視模塊能對(duì)終止時(shí)間為當(dāng)前時(shí)間的各時(shí)間段的雨情信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視,用戶還可以選擇起始時(shí)間不同的時(shí)間段,來(lái)監(jiān)視這個(gè)時(shí)間段的累積雨量。并根據(jù)水雨情各自的預(yù)警條件,進(jìn)行水位雨量的超警判別,采用顏色渲染,聲音報(bào)警等方式對(duì)超出警戒范圍的水雨情要素進(jìn)行預(yù)警并自動(dòng)發(fā)送預(yù)警短信給相關(guān)人員。監(jiān)視站點(diǎn)分為水庫(kù)站、江河站、雨量站3種類型,系統(tǒng)能分別對(duì)3種站點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視或是綜合監(jiān)視,同時(shí)也能夠?qū)Τ締为?dú)顯示(見(jiàn)圖3)。

圖3 滾動(dòng)監(jiān)視界面圖

3.3 汛情形勢(shì)分析

市水情中心數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)在可以接收到180多個(gè)站的水庫(kù)實(shí)時(shí)水情信息,水庫(kù)防洪與安全是防汛抗旱決策指揮的一項(xiàng)重要內(nèi)容,為了給防汛抗旱和水資源調(diào)度提供更好的服務(wù),該模塊對(duì)水庫(kù)的水情進(jìn)行了多時(shí)段對(duì)比分析,同時(shí)后臺(tái)用戶可以通過(guò)設(shè)置不同時(shí)段來(lái)分析掌握全市水庫(kù)的實(shí)時(shí)水情。在該模塊中也羅列了每個(gè)水庫(kù)測(cè)站的正常水位、正常庫(kù)容和壩頂高程等特征信息,結(jié)合實(shí)時(shí)水庫(kù)庫(kù)容和攔蓄情況,就可以了解水庫(kù)的防洪攔蓄能力,并結(jié)合氣象、地質(zhì)和水庫(kù)大小等因素就可以了解各地水庫(kù)當(dāng)前的防汛防洪形勢(shì),為防汛調(diào)度指揮提供決策支持,也能為農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)村城鎮(zhèn)居民飲用水等都提供了輔助性服務(wù)信息(見(jiàn)圖4)。

圖4 汛情分析報(bào)表圖

3.4 系統(tǒng)應(yīng)用成效分析

該系統(tǒng)在2009年投入運(yùn)行以來(lái),已歷經(jīng)了2000—2010年2個(gè)汛期的考驗(yàn),效果良好。以2010年梅雨期“7.7”強(qiáng)降雨為例:7月7日青田縣火甲坑站發(fā)生強(qiáng)降雨,20時(shí)09分,在系統(tǒng)中可查詢出20時(shí)青田縣火甲坑站雨量超預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)。7日20時(shí)11分,系統(tǒng)發(fā)出警報(bào),預(yù)警頁(yè)面顯示 “7月7日青田縣火甲坑站19—20時(shí)雨量 41.5 mm,18—20時(shí)雨量101 mm,17—20時(shí)雨量120 mm”。20時(shí) 13分,值班人員根據(jù)警報(bào)內(nèi)容向青田縣防指辦發(fā)出汛情通告單,要求青田縣防指辦密切監(jiān)視雨水情變化,切實(shí)做好山塘水庫(kù)監(jiān)測(cè)預(yù)警和小流域山洪、泥石流、滑坡等災(zāi)害的防范工作,請(qǐng)及時(shí)預(yù)警雨量站周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)村,做好危險(xiǎn)區(qū)域人員轉(zhuǎn)移等工作,特別是流域下游沿河地區(qū)人員等的轉(zhuǎn)移工作。20時(shí)17分,系統(tǒng)自動(dòng)向麗水市、青田縣防指辦工作人員及青田縣火甲坑站所在地季宅鄉(xiāng)政府相關(guān)人員手機(jī)發(fā)出預(yù)警短信。

該系統(tǒng)在2009—2010年2個(gè)汛期的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮了重要作用,特別是在梅雨期和多次防臺(tái)風(fēng)期間,系統(tǒng)及時(shí)準(zhǔn)確地為防汛部門提供水雨情統(tǒng)計(jì)分析、水庫(kù)蓄水材料及報(bào)表,使防汛指揮部門領(lǐng)導(dǎo)能夠及時(shí)準(zhǔn)確地掌握大量實(shí)時(shí)水雨情信息和水情分析成果,在防臺(tái)抗臺(tái)工作起到了很好的耳目作用。截至目前,系統(tǒng)已提供2300多份水雨情報(bào)表、1300多份水庫(kù)蓄水材料及報(bào)表,發(fā)送預(yù)警短信15萬(wàn)條,發(fā)出警報(bào)589次,發(fā)出汛情通告單近600份。同時(shí),用戶瀏覽WebGIS站點(diǎn)上的水情數(shù)據(jù)達(dá)3萬(wàn)次。應(yīng)用實(shí)踐表明麗水市實(shí)時(shí)水情WebGIS發(fā)布與預(yù)警系統(tǒng)為麗水市防汛工作提供了較好的支持,其應(yīng)用效果主要表現(xiàn)在以下方面:①實(shí)現(xiàn)了全市水情信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)和共享,充分發(fā)揮了水情信息采集系統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益;②直觀地展現(xiàn)汛情形勢(shì),為防汛指揮調(diào)度提供有效的決策支持;③實(shí)現(xiàn)了汛情形勢(shì)分級(jí)預(yù)警,為防汛決策指揮提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

麗水市實(shí)時(shí)水情WebGIS發(fā)布與預(yù)警系統(tǒng)在保證水雨情數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和有效性的前提下,提供了可視化的GIS圖形操作界面,實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)數(shù)據(jù)的 “地圖化”發(fā)布,實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地進(jìn)行防汛形勢(shì)的分析研究,為全市的防汛指揮調(diào)度提供多方位的數(shù)據(jù)參考;提升了防汛工作的快速反應(yīng)能力和信息化、科學(xué)化的水平,對(duì)全市防汛減災(zāi)工作起到了較好的決策支持作用。