水文自動測報系統在伊春地區的應用特性分析

李金楠，雷 慶，張丹丹

（伊春水文局，黑龍江伊春 153000）

1 系統概述

伊春水文水情自動化測報系統設有78個雨量站、5個水位站，8個水文站和2個分中心站。遙測數據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，經前置機軟件對數據進行解碼、糾錯和合理性檢測，以開放數據庫的形式存儲，通過共享方式供后臺主機進行洪水預報、實時監控等。

2 伊春地區水文情況概述

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。市轄區南北長329 km，東西寬125 km。全市行政區劃面積32 759 km2，林業施業區劃面積386萬hm2。市區域地貌屬低山丘陵，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。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。全地區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。伊春地區汛期主要集中在6～9月，洪水暴漲暴落，洪峰持續時間短。汛期常出現突發性強降雨，防山洪預警任務較重。

3 自動測報系統在伊春地區的運行情況

水文自動測報系統在伊春地區已經建成8 a，運行情況穩定，時實監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 伊春地區自動測報通訊圖

伊春地區自動測報通訊見圖1。

圖1 伊春地區自動測報通訊圖

3.2 系統硬件配置

系統遙測站終端設備包括傳感器、發射機、調制器、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、調制解調設備、前置處理機、計算機等。

3.3 系統軟件功能

1）系統初始化：對新建系統的站號、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進行初始化設定。

2）通信狀態顯示：監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據，動態報警顯示和查看報警。

3）數據自動接受及顯示、存儲：系統通過超短波、GSM及PSTN通信方式自動實時接受遙測終端設備發送的自報數據、定時報數據及召測數據、固態數據，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數據庫中。

4）遠程數據修改：監測中心可以向遙測終端發送定時報時段、雨量加報閥值、水位加報閥值等參數進行修改，系統可以由用戶操作向測站以不同通訊方式下發召測命令。

5）遠程固態數據提?。合到y下發命令讀取遙測終端固態存儲器中的所有數據或任意時段的部分數據，系統可以由用戶操作向測站以不同通訊方式下發召測命令。

6）實時數據顯示：接收到各遙測站的實時數據后，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水情，包括該站的時段降雨總量、平均雨量、最大雨量等參數。

7）數據查詢：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據查詢。

8）系統管理：由時間設置、測站參數設置、系統參數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，完成中心站對遙測站的實時管理。

9）從監控中心工作站自動讀取水位、流量數據，并根據用戶設定從數據庫中讀取某時間段內的水位、流量數據生成各種日報表、月報表、年報表。

4 伊春地區應用水文自動測報系統優勢分析

1）使各項水文資料從原始數據錄入到最終形成檔案資料實現了自動化，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，運行測報系統后，原本由各基層分別上報的實時數據，集中到了監測系統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的水文實時數據.

3）經過自動測報的數據與人工的對比以后得知數據的可靠性和實時性大大增強了，并方便管理，測報系統對整個伊春地區進行全方位的監控，實時數據每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 伊春地區應用水文自動測報系統存在問題剖析

自動測報系統雖然解決了時實水情變化監測，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，大多數的監測雨量站都處于偏遠的山區和林場內，如果出現故障難以及時排除.由于安裝的設備大都地處山區，系統設備的安全就難以保障，經常會出現系統設備丟失等現象。當系統的電力供應或設備出現異常情況時，水雨情數據往往無法發送，甚至全部丟失，伊春地區位于小興安嶺腹地，流域內多屬高山峽谷分布的山地地貌特征，系統傳輸質量受其影響穩定性要比平原低，各軟件聯通環節過多出現問題短時間難以快速解決。

6 伊春地區完善測報系統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較近，交通方便而且具有代表性的地區布設系統，這樣維護起來比較方便快速而且出現故障能及時排除，為抗洪防汛爭取寶貴的時間。

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

3）信息傳輸系統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，如系統建設過程中要考慮測站有無通話功能等，當測站發現本站設備出現故障，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故障做出應急方案，如出現軟件失效等現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用戶手冊[R].北京：北京燕禹水務科技有限公司，2007.