寧夏水文自動測報系統的建設實踐

張芳

摘 要：水文事業是國民經濟和社會發展的基礎性公益事業。水文自動測報系統建設是提高水文技術服務質量和時效性的重要措施。本文通過對寧夏水文自動測報系統建設實踐的回顧，分析了寧夏水文自動測報系統建設中的經驗與不足，為今后進一步加強水文自動測報系統建設提供參考。

關鍵詞：水文自動測報 系統 建設

近年來，寧夏水文自動測報系統建設以國家防汛抗旱指揮系統、山洪災害防治、中小河流水文監測系統等項目建設為契機，以水利信息化建設為依托，加大水文信息化建設力度，基本建成了涵蓋水文信息采集、網絡傳輸、數據接收和數據應用的寧夏水文信息化系統，全面提升了寧夏水文綜合服務能力，為寧夏防汛抗旱、防凌調度以及水利信息化建設提供了強有力的技術支撐服務。

1 寧夏水文自動測報系統建設發展歷程

寧夏水文自動測報系統建設先后經歷了三個發展階段。第一階段是上世紀九十年代后期，這一階段還處于于認識和試驗階段，1997年后引進了近150臺固態水位雨量存儲器，自動采集存儲水雨情信息，但不能實時遠傳至水情中心。2000年建成寧夏實時水情計算機廣域網系統，報汛站水情信息通過語音接收系統自動譯電處理。2000年建設了第一處水位自動遙測站，實現水位信息自動采集傳輸，傳輸信道采用超短波方式，隨后幾年相繼建設了幾6處黃河自動遙測水位站；第二階段是2000年至2011年，這一階段屬于起步階段，在國家防汛指揮系統一期工程、旱情管理系統、水庫信息化等項目的帶動下，寧夏陸續建設了107處自動遙測雨量站、11處自動遙測水位站、6處墑情自動監測站和9處移動視頻站，實現采集信息實時上傳至水情中心，運行效果較好。2004年建設了泉眼山纜道自動測流系統。2004年建成寧夏水情中心，實現了寧夏水情中心與國家骨干網的連接，以及中央報汛站水情信息自動接收、存儲、譯電、上傳。第三階段是2011年至今，屬于發展期。2011年以來，依托中小河流水文監測系統、山洪災害防治、水資源監控能力建設等項目，寧夏水文自動測報系統得到了快速發展，建成了各類自動遙測站點1600多處（包括水位、雨量、墑情、地下水、視頻自動監測站），購置了一批雷達測速儀等先進測驗設備，采用光纖及GPRS信道傳輸，淘汰超短波及x.25線路，實現水情數據的實時自動采集、傳輸、接收、處理。

2 寧夏水文信息化建設取得的成效

2.1 水文自動監測站網基本覆蓋全區

2011年以來，通過中小河流水文監測系統、山洪災害非工程措施等項目建設，目前全區有各類水文監測站點和斷面1761處，自動監測站點1509處（自動雨量監測站點1100處，自動水位監測站點178處，自動蒸發、地下水、墑情、自動視頻站點231處），站點數量是2010年站點數量的4倍以上，與2011年相比各類遙測站點密度得到了大幅提升，水文站由1151km2/站提高到523km2/站，雨量站由287km2/站提高到48.2km2/站，水位站由1727km2/站提高到259km2/站，初步建成雨水情監測站網，監測范圍基本覆蓋全區各個流域、溝道和河流。

2.2 通訊傳輸網絡基本建成

一是升級骨干網傳輸帶寬。去年底我局升級于2009年建成的由水文局到水利廳、水利部的骨干網傳輸帶寬，由原來的2 M提升至20 M。INTERENTM網絡速率提升至50 M帶寬。

二是組建遙測數據無線傳輸專網。目前，國內水文遙測站的數據傳輸大多利用公網資源的互聯網IP地址進行傳輸，但對于大量的遙測站會造成數據傳輸堵塞和信息丟失。通過調研和技術比選，依托中國移動公司的GPRS網絡組建寧夏水文遙測數據無線傳輸專網，并租用APN專線。在專網外的客戶不能獲取我局建設的遙測站采集數據，杜絕廣播信息和垃圾短信，確保了數據安全和傳輸的時效性。

三是開通水文分局、水文測站專用光纖，實現測站數據實時傳輸。 2013年將各分局已建的VPN網絡改造為20M MPLS-VPN專線，對所有駐測水文站全部建設10M專用光纖，配置VOIP語音電話，實現測站數據實時傳輸，并通過區中心連接互聯網，測站和分局不再單獨接入互聯網，即節省了租用費用又實現了數據實時傳輸、活躍了職工文化生活。

2.3 新技術應用測報儀器設備更加先進

聯合生產廠家共同設計研發和建設了適合寧夏測驗條件的13處新型水文纜道測流系統，設備具有鋼塔支架、雙索、直流控制自動升降，太陽能充電等配置和功能，在國內處于領先水平，有效地提升了水文測驗的安全性和可靠性；利用水文應急監測隊設備購置資金近500萬元引進配置了ADCP流速儀、電波流速儀、測深儀、測距儀等水文應急監測儀器設備，購置29套雷達波測流系統，經測站比測、應用，極大地提高了水文測報工作的快捷性、準確性和安全性。

2.4 業務應用系統初見成效

一是建成統一遙測數據平臺，實現遙測數據統一接收。在2012年以前，由于遙測站建設是分批分項目建設，設備來自不同的廠商，每家廠商提供一套接收平臺和遙測數據庫，增加了管理、應用難度。為了解決這一問題，在充分利用現有設備的前提下，與軟件開發公司合作，對來自不同廠商的全部遙測設備進行了充分整合，建成統一數據遙測平臺，實現了數據統一接收、統一存儲、統一入庫，并初步完成數據查詢、提取、分析等功能，實現WEB瀏覽功能，大大簡化了工作量，提高了工作效率。

二是開發水情報汛系統、淘汰語音電話報汛系統。為提高報汛質量和時效、簡化報汛程序，組織開發了水情信息人工報汛系統，替代了應用近十年的手機、信息電話報送方式，同時結束多年來水情信息編報文、報文接收、編譯入庫的數據傳輸路徑，改由經過軟件直接對實時水雨情數據庫進行錄入、修改、刪除操作，該系統將河道水位-流量關系線載入系統，通過自動水位數據插補流量，逐步替代人工上報流量的模式，實現了水雨情信息自動化報汛。

三是初步建設完成寧夏水情綜合業務系統。為提高寧夏水文工作自動化水平，提高報汛時效性及精度，提升水情服務質量，我局組織研發了具備水文遙測數據接收、水情數據交換、洪水預警預報、水情數據維護、水情值班等業務功能為一體的寧夏水情綜合業務系統。該系統全面整合了現有各類水情業務軟件，包括氣象信息、水情信息查詢、洪水預報、遙測平臺、水情信息交換、水情數據維護等子系統，實現“一個窗口”服務。該系統以其生動直觀、方便快捷的方式為水情業務人員提供了各種水情監測、信息查詢、圖形顯示、報表輸出以及分析決策等服務，為寧夏各防汛部門提供了全面、科學、準確、快捷的水文技術支撐數據。

4 克服發展中存在的問題，保持水文自動化工作的可持續發展

近年來，雖然取得了一些進步，但也存在一些不足，主要表現在：一是巡測任務重，監測運行經費嚴重不足。寧夏為局地暴雨洪水多發區，每年防汛、黃河防凌、抗旱監測任務重，隨著近年來信息化建設，寧夏水文站點數量增加了4倍以上，工作量和管理費用也隨之倍增，但沒有專項運行維護經費、人員嚴重不足。寧夏屬于經濟欠發達省區，新增的運行維護管理等費用難以落實。二是工作人員綜合業務技能有待提高。水文自動測報涉及業務面廣、技術要求高。我局現有的信息化建設人員隊伍與實際需要存在很大差距，專業技術人員少，特別是沒有既熟悉水利業務又掌握信息化技術的復合型人才，遠遠不能滿足信息化工作的需要。三是部分山區站點偏少。寧夏山地、平原縱橫交錯，地形復雜，部分溝道上游山大溝深，GPRS信號不穩定，缺少自動遙測站點，不能滿足預報需求。