濟(jì)寧城市水文監(jiān)測系統(tǒng)的功能及應(yīng)用

孟翠翠，時延慶，陳 碩

（濟(jì)寧市水文局，山東 濟(jì)寧272100）

濟(jì)寧市是山東省重要的工業(yè)中心城市之一，也是魯南經(jīng)濟(jì)帶的中心城市，地處南四湖、北五湖的中心地帶，洪澇災(zāi)害發(fā)生頻繁。滯后的城市水文建設(shè)勢必嚴(yán)重阻礙城市的進(jìn)一步發(fā)展，濟(jì)寧市城市水文監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)行將改善這些問題，加強(qiáng)預(yù)警預(yù)報，為防止城市內(nèi)澇提供保障。該系統(tǒng)主要是對現(xiàn)有水文站網(wǎng)的完善，在原有監(jiān)測項(xiàng)目的基礎(chǔ)上增強(qiáng)城市防洪監(jiān)測預(yù)警水平。根據(jù)《濟(jì)寧市城市水文監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)可行性研究報告》的要求，對市區(qū)內(nèi)河道、低洼區(qū)、路段及內(nèi)澇易發(fā)區(qū)增設(shè)水位、雨量等監(jiān)測設(shè)施、設(shè)備。

1 總體架構(gòu)及主要監(jiān)測功能

1.1 總體架構(gòu)

濟(jì)寧市城市水文城市內(nèi)澇監(jiān)測應(yīng)用子系統(tǒng)主要包含以下5 個層次。

1）基礎(chǔ)設(shè)施層：主要包括機(jī)房、服務(wù)器、移動端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、無線通訊、數(shù)據(jù)庫以及操作系統(tǒng)等。

2）數(shù)據(jù)中心層：主要包括空間數(shù)據(jù)、防洪工程數(shù)據(jù)、旱情數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)、輔助信息數(shù)據(jù)，以及對接的氣象、國土等部門的數(shù)據(jù)。

3）應(yīng)用支撐層：主要包括統(tǒng)一用戶認(rèn)證平臺、數(shù)據(jù)本地服務(wù)、統(tǒng)一地圖、統(tǒng)一通信平臺、數(shù)據(jù)匯集中間件、元數(shù)據(jù)建設(shè)、服務(wù)資源目錄、業(yè)務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)。

通過元數(shù)據(jù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)各個信息資源的發(fā)現(xiàn)、搜索、定位、監(jiān)視。實(shí)現(xiàn)對各種水文信息資源描述、發(fā)現(xiàn)和定位功能，為水文信息資源共享、交換、應(yīng)用開發(fā)建立基礎(chǔ)。

通過建設(shè)應(yīng)用支撐平臺，最終實(shí)現(xiàn)界面集成、應(yīng)用集成、數(shù)據(jù)集成及流程集成，通過4 個集成來達(dá)到所有系統(tǒng)的集成效果。

4）業(yè)務(wù)應(yīng)用層：主要包括六大系統(tǒng)的建設(shè)。

5）門戶展現(xiàn)層：主要是通過集成、整合、分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，滿足各級領(lǐng)導(dǎo)、防汛應(yīng)急部門、社會公眾等不同用戶的差異化需求。

除此之外，貫穿著5 個層次的還有安全保護(hù)體系，以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系和管理規(guī)范。

1.2 主要監(jiān)測功能

具體監(jiān)測內(nèi)容詳見表1。

2 系統(tǒng)在城市防汛中的應(yīng)用

1）洪水預(yù)報服務(wù)范圍得到拓展、預(yù)報能力得到提升。通過項(xiàng)目運(yùn)行，以城區(qū)雨量、積水、水文站點(diǎn)為基礎(chǔ)，建立了城市水文監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，對濟(jì)寧市城區(qū)9 處積水點(diǎn)建立了洪水預(yù)報方案，適時開展城市暴雨洪水預(yù)警預(yù)報工作，拓展了洪水預(yù)報服務(wù)范圍。預(yù)報方案建立更加方便、靈活，軟件的功能也更加強(qiáng)大。實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)提取、預(yù)報方案選定、預(yù)報作業(yè)自動化的有機(jī)統(tǒng)一，對提高報汛質(zhì)量，豐富水情信息源，提高洪水預(yù)報作業(yè)的精度和效率提供了技術(shù)支撐。

表1 主要監(jiān)測功能一覽表

2）水文信息量大幅增加。項(xiàng)目實(shí)時監(jiān)測城區(qū)降雨分布、積水深、河道水勢，所有積水站點(diǎn)和水文站點(diǎn)配置了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生暴雨洪水等特殊情況時，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可結(jié)合現(xiàn)場設(shè)立的水尺等設(shè)備，實(shí)時采集現(xiàn)場的積水深、河道水勢情況、工程調(diào)度運(yùn)用情況以及災(zāi)情發(fā)展情況等信息，通過公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)迅速傳輸?shù)叫畔⒅行?，?shí)現(xiàn)了城區(qū)降雨、水位、流量等常規(guī)水文信息與現(xiàn)場視頻影像信息的有機(jī)結(jié)合，不僅使水文預(yù)測預(yù)警根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行實(shí)時修正，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，而且能夠讓城市防汛指揮決策者直觀了解和掌握現(xiàn)場情況，為科學(xué)指揮決策提供重要參考。

3）水文信息時效性穩(wěn)步提高。城市水文監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，集成了水文信息自動接收、實(shí)時存儲和在線處理等功能，提高了水情預(yù)警預(yù)報作業(yè)的自動化、智能化水平和工作效率，提升了水文信息處理和服務(wù)的時效性。隨著水文信息時效性的穩(wěn)步提高，可更加準(zhǔn)確地跟蹤掌握暴雨洪水發(fā)生情況，有效開展暴雨洪水預(yù)警預(yù)報工作，及時向政府部門和社會公眾提供暴雨洪水預(yù)警預(yù)報信息，為城區(qū)乃至濟(jì)寧市防洪指揮決策、減少災(zāi)害損失提供科學(xué)依據(jù)。

4）水文信息服務(wù)范圍更加廣泛。通過項(xiàng)目運(yùn)行，水文信息產(chǎn)品更加豐富，服務(wù)手段更加先進(jìn)，能較好滿足政府部門和社會公眾對水文信息服務(wù)的要求。通過對相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行整合和升級，大幅提升了水情業(yè)務(wù)的信息化水平。在服務(wù)途徑上，水文信息發(fā)布除沿用傳統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等方式外，形成了包括短信群發(fā)、轉(zhuǎn)發(fā)媒體、LED大屏推送等多樣化的信息發(fā)布途徑，實(shí)現(xiàn)了水文信息從單一為政府部門服務(wù)拓展到向社會公眾服務(wù)的轉(zhuǎn)變，拓展了服務(wù)覆蓋范圍。在服務(wù)內(nèi)容上，針對不同對象的服務(wù)需求，深化水文信息產(chǎn)品加工，開發(fā)各類水情信息數(shù)字化產(chǎn)品，以圖形、表格及統(tǒng)計分析材料等方式，向政府部門和社會公眾提供豐富直觀的水文信息服務(wù)。

3 社會效益分析

1）為政府城市防洪指揮決策提供科學(xué)依據(jù)。城市洪澇突發(fā)性強(qiáng)、暴漲暴落、災(zāi)害防御難度大，嚴(yán)重影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會安定，已成為城市防洪減災(zāi)工作中的突出問題。通過項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了對城區(qū)雨量、城區(qū)河道、主要易澇積水點(diǎn)的水文監(jiān)測全面覆蓋，通過加密城區(qū)雨量站網(wǎng)，增強(qiáng)了對城區(qū)暴雨時空分布的監(jiān)控能力，特別是對暴雨中心、暴雨極值的監(jiān)測機(jī)率大幅增加，提高了洪水預(yù)警預(yù)報的準(zhǔn)確性和可靠性；城區(qū)河道水文站的運(yùn)行，對河流水情變化趨勢、洪水災(zāi)情發(fā)展的分析預(yù)判更加精準(zhǔn)，為防洪指揮決策、防災(zāi)預(yù)案制定和救災(zāi)措施實(shí)施等提供了科學(xué)依據(jù)，提高了防御城區(qū)河道洪水災(zāi)害的能力。

2）為公眾防洪避險救災(zāi)提供信息服務(wù)。長期以來，城區(qū)有關(guān)水文信息較為缺乏，本項(xiàng)目實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)了對城區(qū)暴雨洪水的自動監(jiān)測和預(yù)報，使水文信息服務(wù)直接面向廣大社會公眾。同時，項(xiàng)目建設(shè)了城市水文監(jiān)測預(yù)警軟件系統(tǒng)，啟動了城區(qū)水情預(yù)警信息發(fā)布平臺，有利于社會公眾便捷的獲取暴雨洪水信息，提高人們主動防洪避災(zāi)的意識，便于群眾及時采取自救防護(hù)措施，及時做好防范工作，減少財產(chǎn)損失和人員傷亡。