周口市水文測(cè)報(bào)技術(shù)現(xiàn)狀與展望

□馬艷紅（周口水文水資源勘測(cè)局）

1.引言

水分循環(huán)是自然現(xiàn)象，洪水威脅永遠(yuǎn)存在，因此防汛是永恒的話題，做好防汛工作對(duì)保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面發(fā)展，確保人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，保持社會(huì)穩(wěn)定，構(gòu)建和諧社會(huì)具有重大意義。防汛工作可分為“工防”和“人防”。工防是基礎(chǔ)，人防是關(guān)鍵，而無論是工防還是人防都離不開水文測(cè)報(bào)工作。水文測(cè)報(bào)預(yù)報(bào)工作是防洪減災(zāi)體系的組成部分；是防汛抗旱的重要支撐和保障；是一項(xiàng)重要的非工程措施；是水文服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的重要形式；是向各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和社會(huì)展示水文的重要窗口。因此，做好水文測(cè)報(bào)工作至關(guān)重要。

2.周口水文測(cè)報(bào)技術(shù)現(xiàn)狀

水文測(cè)報(bào)工作是水文工作的重要組成部分。具體可分為水文測(cè)報(bào)、水文預(yù)報(bào)、水情服務(wù)等部分。

2.1 水文測(cè)報(bào)

主要工作內(nèi)容包括：水文信息的采集與傳輸、水文情報(bào)、預(yù)報(bào)信息的發(fā)布。目前，周口市共有水文站10處，雨量站65處，主要控制沙潁河、汾泉河、賈魯河、渦河、新蔡河等主要河道。主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有水位、流量、降水量、含沙量、水質(zhì)、墑情、冰情、蒸發(fā)等，水位、降水量、墑情等信息的采集，仍以人工為主，個(gè)別站采用固態(tài)存儲(chǔ)器自動(dòng)采集技術(shù)，流量以流速儀法施測(cè)為主，報(bào)汛采用人工編報(bào)，通過語音報(bào)汛系統(tǒng)傳到周口水情分中心。水情編碼采用中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL330-2005《水情信息編碼標(biāo)準(zhǔn)》編制。2007年后全省先后建設(shè)了一部分雨量、水位自動(dòng)報(bào)汛站，自動(dòng)報(bào)汛站的傳輸借助GSM專業(yè)平臺(tái)，由測(cè)站直接發(fā)往河南省水情中心，再由省中心通過GPRS水利專網(wǎng)傳至周口水情分中心。

2.2 國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)

2007年5月，國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)一期工程建設(shè)完成并投入試運(yùn)行，該系統(tǒng)運(yùn)用當(dāng)代信息監(jiān)測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)江河湖庫等站點(diǎn)的降水量、水位、流量、水質(zhì)、水資源、墑情等數(shù)據(jù)的定時(shí)采集、傳輸、處理和報(bào)送等作業(yè)，并可在特殊需要下，實(shí)現(xiàn)對(duì)站點(diǎn)的部分要素進(jìn)行遙控。

目前，所建水文測(cè)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備，基本能夠滿足降水量和水位信息的自動(dòng)采集、長期自記、固態(tài)存儲(chǔ)的要求。實(shí)現(xiàn)對(duì)各種水文信息自動(dòng)傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)控和接收，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和相關(guān)處理等，實(shí)現(xiàn)20min內(nèi)收齊所轄水情報(bào)汛站水情信息，并通過網(wǎng)絡(luò)30min內(nèi)上傳到上級(jí)防汛單位或國家防辦，同時(shí)為各級(jí)政府的防汛抗旱工作服務(wù)。逐漸成為一套以雨水情信息采集為基礎(chǔ)、通信為保障、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為依托、應(yīng)用系統(tǒng)為核心的水文測(cè)報(bào)服務(wù)系統(tǒng)。

2.3 水文預(yù)報(bào)

對(duì)本市水文信息進(jìn)行翻譯、整理，并運(yùn)用各主要水文站的預(yù)報(bào)方案，逐段預(yù)測(cè)，分析洪水的級(jí)別，進(jìn)行定性預(yù)報(bào)，主要站進(jìn)行過程預(yù)測(cè)，其它站預(yù)報(bào)特征值，當(dāng)滿足預(yù)報(bào)條件時(shí)，根據(jù)預(yù)報(bào)方案進(jìn)行三級(jí)會(huì)商，然后發(fā)布預(yù)報(bào)，并分析和提供有關(guān)水文情勢(shì)專題的咨詢。

2.4 水情服務(wù)

水情服務(wù)的主要內(nèi)容包括：水情信息的提供、危險(xiǎn)水情預(yù)警、預(yù)報(bào)信息發(fā)布、水情專題分析及水情咨詢等，基本能滿足防汛抗旱的需要。

主要服務(wù)方式是根據(jù)防汛抗旱水文服務(wù)工作要求，在服務(wù)方式上呈現(xiàn)多樣化，目前包括水情報(bào)表、網(wǎng)絡(luò)查詢、匯報(bào)會(huì)商、緊急報(bào)告、手機(jī)短信、合理建議等。

2.5 存在的主要問題

采集手段相對(duì)落后，國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)一期工程建設(shè)站點(diǎn)少，不能與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展同步，采集的數(shù)量有限，不能實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)測(cè)，致使預(yù)報(bào)精度有一定的局限性；而且傳輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，差錯(cuò)難免，造成決策系統(tǒng)有一定的偏差。

流量、泥沙等水文信息仍不能自動(dòng)測(cè)報(bào)，信息傳輸需要人工置數(shù)。數(shù)據(jù)采集擺脫不了站點(diǎn)固定、斷面固守的落后方式；不能進(jìn)行全流域、全河段、全過程實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.水文實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)想

該系統(tǒng)是運(yùn)用現(xiàn)代(或未來)衛(wèi)星系統(tǒng)建立水文專業(yè)平臺(tái)，對(duì)整個(gè)流域、江河、湖庫等進(jìn)行全面垂直和水平掃描，掃描行數(shù)及次數(shù)可以根據(jù)需要增加，直到符合對(duì)防汛及水資源開發(fā)利用等需求為止。并能將信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后通過地面接收系統(tǒng)取出數(shù)字信息，轉(zhuǎn)換為影像投放屏幕上，人們可以像看電影一樣看到整個(gè)流域的云層、降水、水流運(yùn)動(dòng)、堤防等情況。具體可分為3個(gè)子系統(tǒng)，分述如下：

3.1 監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

主要功能是通過特殊的影像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)整個(gè)流域的云層厚度、空氣運(yùn)動(dòng)方向、降雨、水流運(yùn)動(dòng)、水質(zhì)、泥沙、冰凌等信息，可以對(duì)全區(qū)任一斷面進(jìn)行全方位掃描和初步分析，清晰度可以達(dá)到或超過目前數(shù)字電視的清晰程度，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，長期存儲(chǔ)和自動(dòng)發(fā)射。

3.2 接收子系統(tǒng)

主要功能是能夠隨時(shí)接收到衛(wèi)星信號(hào)，把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為影像信號(hào)再現(xiàn)到屏幕上，并能控制衛(wèi)星對(duì)任一具體斷面或地點(diǎn)進(jìn)行掃描，隨時(shí)增加掃描行數(shù)和次數(shù)，直到再現(xiàn)到人們需要的清晰度為止。通過該系統(tǒng)，可以隨時(shí)觀看到整個(gè)流域的云層厚度、空氣運(yùn)動(dòng)方向(用以分析未來的降水情況)，水庫的入庫情況、壩前水位，河道的堤防現(xiàn)狀、水流情況、洪峰所在位置以及洪水的運(yùn)動(dòng)情況等。

3.3 處理子系統(tǒng)

主要功能是通過收集到的降水、水流運(yùn)動(dòng)等情況，分析洪水特性和參數(shù)，分析水質(zhì)污染、含沙量等情況，對(duì)可能出現(xiàn)的洪水進(jìn)行分級(jí)并發(fā)出預(yù)警信號(hào)；對(duì)污染團(tuán)能進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，確保下游用水安全；對(duì)冰凌的運(yùn)動(dòng)及級(jí)別能及時(shí)發(fā)出不同的預(yù)警信號(hào)，成為以衛(wèi)星自動(dòng)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)、通信為保障、接收系統(tǒng)為依托應(yīng)用系統(tǒng)為核心的水情信息服務(wù)體系。

3.4 主要優(yōu)點(diǎn)

一是打破了固守?cái)嗝婺Ｊ?，解決了信息量問題；二是節(jié)省大量的人力物力，一次投資永遠(yuǎn)受益，能使更多的人力資源從原始的測(cè)驗(yàn)工作回到分析研究領(lǐng)域；三是可以最大限度地發(fā)揮水利工程的功能和效益；四是使信息的全面性、實(shí)時(shí)性、可靠性和精確性達(dá)到完美結(jié)合。

4.結(jié)語

目前，隨著水文基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)研制進(jìn)展較快，由水利部水文局開發(fā)的“中國洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)”（CNFFS）和長江水文局開發(fā)的“通用型水文預(yù)報(bào)平臺(tái)”(WISHFS)便是代表性成果。其系統(tǒng)具有科學(xué)先進(jìn)、功能齊全、通用性強(qiáng)、操作簡便等特點(diǎn)。如果能利用多學(xué)科的前沿技術(shù)和最新成果，針對(duì)水文工作特點(diǎn)，組建自己的專業(yè)平臺(tái)，水文工作將上一個(gè)新臺(tái)階，洪水作業(yè)預(yù)報(bào)精度也將會(huì)有較大提高?！八膶?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”只是起到拋磚引玉的作用，希望大家有更好的設(shè)想，共同提高，共同進(jìn)步，最終達(dá)到水文事業(yè)較快、健康發(fā)展。