水文自動測報系統在長春地區的運行實踐

摘 要:本文從水文自動測報系統國內外各時期的研發情況及系統的原理、組成等方面進行了闡述，且通過幾年來水文自動測報系統在長春市水文系統的運行實踐，得出此系統必將在水情測報、江河流域及水庫安全渡汛、水資源合理開發利用等方面都能發揮重要的作用。防汛抗旱工作中發揮重大作用。

關鍵詞:水文 自動測報系統 運行實踐

中圖分類號:TP274文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(a)-0116-01

1 水文自動測報系統的發展概況

1.1 國外水文自動測報系統的發展

國際上水文自動測報技術的開發和應用最早在美國和日本，20世紀六七十年代就進行了研發。70年代后期進入國際市場。開始的產品主要是電子元件組裝起來的，后來隨著微型計算機和單片機芯片的問世，以及無線通信的發展，使得水文自動測報技術有了較快的發展。

1.2 國內水情自動測報系統的發展

我國70年代中期至80年代中期，主要采用國外進口的無線超短波設備進行傳輸，80年代中期后，水利部開始鼓勵國內的一些研究所和高校自行研發超短波遙測設備。90年代開始應用包括超短波、衛星、PSTN有線公網等傳輸，在這一段時期，超短波傳輸一直扮演著非常重要的角色。90年代末開始，才陸續用Internet網絡技術和GSM短信方式進行傳輸，但并沒有大范圍推廣。

直到2002年5月，中國移動正式推出商用GPRS移動互聯網技術后，才是我國水情自測報技術研發的快速發展期，許多的有代表性的大工程都在這一段建成。21世紀隨著衛星通信的高速發展，水情自測報系統也有了飛速的發展，雨量、水位、水溫等觀測項目的自動測報應用得到不斷的普及。

1.3 長春市水文自動測報系統的發展

長春市水文系統在應用水文自動測報系統以前，絕大多數水文測站運用的雨量記基本都是虹吸式或翻斗式的，固態存儲雨量計很少。為了適應現代化水文的需要，改變以往測報設備落后的狀況，從2008年10月至現在，我市已經安裝50處自動測報系統。

2 水文自動測報系統的基本原理

水文自動測報系統是應用遙測、通信、計算機和網絡等技術，完成流域內觀測站點的降水量、蒸發量、水位、流量、含沙量和水質等水文要素等數據的采集、傳輸和處理，是防洪抗旱的耳目和參謀，是洪水預報、防洪調度、科學決策、水資源優化調度、水工程運行管理的重要手段，是一項重要的防洪非工程措施，提高了水情測報的速度和洪水預報的精度，改變了以往僅靠人工觀測和報汛的落后方式，改善了廣大一線水文職工的工作狀況，擴大了水情測報范圍，對江河流域及水庫安全渡汛以及水資源合理開發利用等方面都能發揮重要的作用。

3 水情報汛通信方式

水文自動測報系統在我國防汛工作中的應用已有很多年的歷史，伴隨著計算機和通信技術的迅速發展，水情遙測數據的傳輸方式也隨著變化。隨著社會的發展進步，現在可供水文數據傳輸使用的有VHF、PSTN、海事衛星C、北斗衛星、GSM/GPRS等多種通信方式，各種通信方式各有優缺點，根據實際情況，我市選用GPRS作為主信道;選用GSM作為備用信道。

GPRS數據傳輸的優點是:永遠在線、快速登錄、按量收費;GSM短信通信的優點是:傳遞可靠、費用低廉、誤碼率低、傳遞響應時間、備用電路建立簡單。

4 水文自動測報系統的組成

水文自動測報系統由若干個遙測站和中心站組成。遙測站負責數據采集、存貯和發送，中心站負責數據接收和處理，并對系統的運行進行監控。對于采用超短波通信方式組網的系統，根據地形條件，在傳輸信道不理想時，為改善信號的傳輸將設置中繼站。

大型水文自動測報系統，由遙測站、水情分中心和水情中心組成。

水文測報自動化最重要的問題是如何解決報汛和水文基本資料收集相結合的問題。

為了保證水情信息自動采集傳輸系統可靠有效地運行并充分發揮其作用，必須應用最新的自動測報技術、數據存儲技術、現代通信技術和遠地編程技術，在測站配置遙測終端(SCADA或RTU)，實現水情信息測、報、控一體化。

4.1 測站終端主要功能

測站終端機采集的水雨情數據傳輸到GPRS無線終端(GPRSDTU)，通過GPRS網絡把數據發送到中國移動的內部網(CMNET)，然后通過GPRS服務節點(GSN)把數據傳輸到Internet上一個指定的IP的接收計算機，通過數據接收軟件將數據接收。并將數據進行解密、解壓把數據還原成原始數據。同時亦可實現數據、指令的反向傳輸。

4.2 水情分中心

水情分中心主要完成所轄報汛站的水情信息接收、處理、存儲;建立水情信息數據庫，以供水情信息的查詢服務;完成編報，通過計算機廣域網將水情信息轉發至流域水情中心。水情分中心系統由水情信息報汛通信設備、數據接收處理系統和計算機局域網絡系統組成。

4.3 中心站綜合數據庫系統

水情自動測報系統數據庫系統根據水情采集終端采集的的各類數據，結合中心的業務軟件的需求，需要建立一個綜合數據庫平臺。選擇SQLSERVER標準版數據庫。該數據庫由水雨情數據庫和基礎數據庫組成。水雨情數據庫用來存儲各地報汛站測報的實時水情雨信息(河道、水庫等水位、流量、雨量等);基礎數據庫包括基本信息類表，即與時間關系不密切的基本屬性信息、工程信息、位置信息等。

4.4 應用軟件系統

水情查詢分系統主要對遙測數據庫和實時水雨情數據庫的數據進行信息輸出和信息展現功能，可以對一般的信息、水情信息、雨情信息、統計信息和分析信息進行數據表現，也可以直方圖、過程線、等雨量線等圖形進行表現，也可以電子地圖方式顯示水系、地形、流域邊界、站點分布、行政區劃等，具備在地圖上實時動態顯示與水情信息、預報信息、站點信息的多途徑多方式的查詢功能。

信息接收處理系統能通過報訊通信網絡，完成對區域的遙測水文數據的實時接收，包括報汛站的水位、雨量、人工置數等內容和其他工況數據。中心站計算機實時接收、顯示、存儲接收到的數據，同時寫入到遙測數據庫，并按照SL323—2011《水情信息編碼標準》規定對信息進行水文報文編制和傳送。信息接收處理系統的主要完成數據接收、數據召測、數據監視、數據告警，同時該系統為運行分析系統和數據存儲系統提供數據來源。

5 信息報送流程

水情報汛站(遙測站)按照預先設定的運行方式將實時水情信息傳送到水情分中心或經集合轉發站傳送到水情分中心;水情分中心接收所轄報汛站的水情信息，對數據進行處理、校驗、入庫、編碼，再通過水情計算機廣域網轉發到水情中心，同時接收流域(省市)水情中心下發的水情信息;流域(省市)水情中心接收所屬水情分中心的水情信息，并且及時通過全國水情報汛廣域網向國家防總上報水情信息。

6 結語

實踐證明，水文報汛自動化是水情報汛工作現代化前進的方向。建設水文自動測報系統，是實現水情報汛自動化的重要途徑。實施水文報汛自動化優點主要體現在:一是可以提高水情信息采集與傳輸的及時性、可靠性，使水文職工從繁重的水文測報工作中解脫出來;二是能提高水情信息的時效性，增長洪水預報預見期，為防汛調度決策贏得時間。

參考文獻

[1]趙造申，張進旗.河北省水文自動測報系統建設現狀與展望[J].河北水利水電技術，2003(1):21.