青海湖流域水資源監測數據存儲與分析

謝旻旻 青海民族大學計算機學院

青海湖流域水資源監測數據存儲與分析

謝旻旻 青海民族大學計算機學院

青海湖流域水資源監測數據分析以人工分析計算為主，沒有專業的數據分析系統，數據深加工力度不足，本文利用計算機程序實現對青海湖水資源的數據監測、檢索及分析，為青海湖流域水資源評價提供依據。

青海湖流域 水資源監測 分析

青海湖是我國最大的咸水湖，湖面面積4264km2，是關系到青藏高原東北部生態安全的重要水體，流域近幾十年來由于受自然生態環境惡化和人類活動的影響，土地沙漠化面積不斷擴大、草地嚴重退化、草地鼠蟲危害嚴重、漁業資源瀕臨枯竭。青海湖流域生態質量的下降對環湖地區的水資源安全構成不利影響，對青海省部分地區的生態安全產生威脅，甚至影響到該地區人民的生產和生活。

1 引言

在青海湖自然保護區生態保護和建設工程中，生態監測是該工程的重要組成部分，是實施項目管理必不可少的技術基礎，是開展區域生態環境評價和工程實施成效評估工作中重要的保障。其中對青海湖水資源的監測與評價是青海湖流域生態監測評估中的重要組成部分，是建設青海湖流域水資源監測數據庫，進行多年數據積累，并以此為基礎，進行青海湖水資源監測數據的檢索及分析，為該流域水資源評價提依據。目前青海湖流域有水文站2處、水位站1處、巡測站2處，收集的主要水文要素有水位、流量、含沙量、降水量、蒸發量等，一些站點數據已達到30年。針對這些站點的數據設計“青海湖流域生態功能區水資源監測數據庫”存儲數據，進行“水資源監測數據檢索、分析”勢在必行。

2 流域現狀調查

青海湖流域位于青藏高原東北部，青海省東部，其地理位置介于北緯36°15′～38°20′，東經97°50′～101°20′之間。流域面積2.97萬km2。湖泊水域位于流域的東南部，東西長約109公里，南北寬約65公里，周長約360公里。湖中島嶼有兩處：一為海心山，一為三塊石；蛋島、鳥島已與陸地相連不成其為島。青海湖東面有四個子湖，由北而南分別是尕海、新尕海、海晏灣和耳海。流域河網呈明顯不對稱分布，湖西北河網發育，徑流量大；湖東南部河網稀疏，多為季節性河流，徑流量亦小。直接流入青海湖且流域面積大于5平方公里的河流有48條，主要河流有：布哈河、沙柳河、哈爾蓋河、烏哈阿蘭河、黑馬河。

3 水資源監測數據

3.1 監測基本信息數據

主要包括站名、站碼、水系、流域、設站時間、集水面積、地址信息等。

3.2 水文要素

水文站主要觀測水文要素為：水位、流量、含沙量、降水量、蒸發量。各水文站還觀測有大斷面、要素摘錄數據等；水位站主要觀測水文要素為：水位、降水量、蒸發量及氣象要素；降水量主要觀測水文要素為：降水量。

3.3 數據系列

水文數據系列，即各水文要素開始觀測并記錄的年份。收集整理現有2個水文站，1個水位站，6個雨量站長系列數據。

表1 各水資源監測站數據系列統計

4 數據庫庫表結構設計規則

4.1 表結構

每個設計的表結構中表設計包括表名、表存儲內容、表標識、表號及字段定義設計。描述的內容包括以下幾個方面：

(1）中文表名：中文表名是每個表結構的中文名稱。中文表名使用簡明扼要的文字表達該表所描述的內容。

(2）表主題：表主題用來進一步地描述該表結構所描述的內容及其目的和意義。

(3）表名：表名是中文表名英譯的縮寫，在進行數據庫建設時，用作數據庫的真實表名。

(4）表編號：表編號是設計時給每一個表的一個代碼，它由三位數組成，意義如下：

表2 表編號

(5）表體：表體以表格的形式列出表中的每個字段以及每個字段的字段描述、字段名、數據類型及長度、有無空值、計量單位、是否主鍵和在主索引中的次序號等。

(6）字段說明：字段描述用來描述每個字段的意義以及取值范圍、數值精度、計量標準等。

4.2 數據類型

表結構中使用的數據類型共有三種，字符、數值和時間，分述如下。

4.2.1 字符串數據類型

字符串數據類型的描述格式如下：C(d)

表3 字符串類型表

字符串數據類型主要用來描述非數值型的數據，它所描述的數據不能進行一般意義上的數學計算，只有描述意義，如站碼、名稱以及注釋性的描述等。

4.2.2 數值數據類型

數值數據類型的描述格式如下：N(D[.d])

表4 數值數據類型表

數值數據類型用來描述兩種數據，一種是帶小數的浮點數，一種是整數。所有描述的數據長度都是十進制數的數據位數。

4.2.3 時間數據類型

時間數據類型用來描述時間有關的數據字段。所有時間數據類型采用的標準為公元紀年的北京時間，如1997年7月1日8:00。對于只需描述年月日的時間統一采用公元紀年北京時間的八點，如1999年12月20日用1999年12月20日8點0分0秒表示。時間數據類型的描述用“T”表示。

4.2.4 取值范圍

表結構中每個字段的取值范圍有兩種描述方式，一種為可以采用抽象的連續數字描述的，字段描述中將給出它的取值范圍；另一種為離散或特殊的描述采用枚舉的方法描述取值范圍，如果屬于代碼的還要給出每個代碼的具體解釋。

5 數據庫檢索分析軟件設計

5.1 特征值調用

調取各站，各種水文要素的特征值，如：降水量、水位、流量月年特征值等。

圖1 特征值調用

5.2 數據sql語句的調取

圖2 數據調取

6 對青海湖流域近年來水文特性分析

近年來，受全球氣候變化影響，導致青海湖水位、青海湖流域降水、水量等水文特性發生明顯變化。數據庫建成后，對2013年水文特征進行了初步分析。

青海湖流域降水量年內分配不均。2013年各站降水量主要集中在6～9月，占全年降水量的78～88%，1、3月份降水量最小，降水量僅占全年降水量的0～0.08%；1～4月降水總量占全年降水量的0.5～4%；10～12月降水量占全年降水量的1.2～6%，形成干濕季分明的特點。

2013年青海湖流域水資源總量25.0億m3，其中山丘區21.65億m3，平原區3.356億m3。與青海湖流域水資源多年平均總量21.63億m3相比偏多15.6%。

[1]青海湖生態監測項目水資源監測工作報.青海省水文水資源勘測局.2013.5

[2]實時雨水情數據庫表結構與標識符標準[SL323-2011].中華人民共和國水利部.2011.7

謝旻旻，1976-，女，漢，青海西寧人，青海民族大學，碩士，講師，主要研究方向：軟件開發，網站建設。

校級青年項目，2015XJZ09，項目名稱：青海湖流域生態功能區水資源監測數據。