“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)下的城市積淹點(diǎn)監(jiān)測(cè)研究

吳宇桐 包鑫如

摘 ? 要：城市積淹點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資料對(duì)城市產(chǎn)匯流規(guī)律的研究具有十分重要的意義，文章通過“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)將水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，為城市各易澇積淹點(diǎn)監(jiān)測(cè)站提供信息化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一體化，有效縮短水文監(jiān)測(cè)的預(yù)警時(shí)間，利于提前制定城市防洪排澇方案，減少水文工作者的工作量，體現(xiàn)了“以人為本”的理念。

關(guān)鍵詞：“互聯(lián)網(wǎng)+”;水文監(jiān)測(cè);積淹點(diǎn)

1 ? ?水文監(jiān)測(cè)工作現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全國(guó)各地的水文監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施逐步健全，并有了一定的技術(shù)改進(jìn)。但是很多水文監(jiān)測(cè)工作站點(diǎn)對(duì)于儀器監(jiān)測(cè)能力的要求都不嚴(yán)格，儀器不完善，存在很大的缺陷和局限性，甚至很多地方依然沿用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致出現(xiàn)分析效果不佳等實(shí)質(zhì)性問題。

傳統(tǒng)的城市積淹點(diǎn)水位監(jiān)測(cè)需要水文工作者深入積淹點(diǎn)處進(jìn)行人工水位測(cè)量，面臨著保證水位數(shù)據(jù)精確性與實(shí)效性難以保障的挑戰(zhàn)。隨著科技的進(jìn)步，電子測(cè)量工具代替了人工測(cè)量，大大減輕了水文監(jiān)測(cè)的人工工作量。但對(duì)于水文監(jiān)測(cè)工作，往往需要綜合考慮流域產(chǎn)匯流和長(zhǎng)系列雨洪分析等多方面因素，單單對(duì)于某一時(shí)刻某一點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)技術(shù)改進(jìn)還不夠。

“互聯(lián)網(wǎng)+”是互聯(lián)網(wǎng)思維進(jìn)一步的實(shí)踐成果，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)體的改革、創(chuàng)新、發(fā)展提供了廣闊的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。針對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)下積淹點(diǎn)水位監(jiān)測(cè)模式的不足之處，本文為“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下的城市積淹點(diǎn)水位監(jiān)測(cè)提出了解決方案。

2 ? ?實(shí)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析

“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)下的城市積淹點(diǎn)監(jiān)測(cè)是指水文站網(wǎng)對(duì)城市某區(qū)域積水點(diǎn)的水量、水位、時(shí)間節(jié)點(diǎn)等因素實(shí)施觀測(cè)，并進(jìn)行分析和計(jì)算的活動(dòng)。利于水文監(jiān)測(cè)工作的集成與優(yōu)化，為之提供了更為廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市積淹點(diǎn)的實(shí)時(shí)控制與精細(xì)化管理。

“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)下的城市積淹點(diǎn)監(jiān)測(cè)為城市雨情預(yù)報(bào)、城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)等方面提供了準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)和規(guī)劃成果，收集較為完整的積水點(diǎn)水文監(jiān)測(cè)資料，取得了巨大的環(huán)境與社會(huì)效益。下面以江陰市水文水資源監(jiān)測(cè)中心、青島市黃島區(qū)世紀(jì)大道西城市站的部分電子積淹監(jiān)測(cè)站點(diǎn)實(shí)測(cè)資料為例，對(duì)水文監(jiān)測(cè)進(jìn)行分析。

2.1 ?江陰市人民路新華書店附近某日短歷時(shí)降雨時(shí)刻積水點(diǎn)電子監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

2.1.1 ?累計(jì)雨量—積淹深度

積淹點(diǎn)積淹深度曲線與累計(jì)雨量曲線的趨勢(shì)線有重合的趨勢(shì)（見圖1），二者有良好的相關(guān)性;由于積淹深度和累計(jì)雨量同屬累計(jì)值，二者相關(guān)性較強(qiáng)，有可比性。積淹時(shí)間相對(duì)于雨量開始累積的時(shí)間滯后，根據(jù)二者滯后的時(shí)間差，利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的累計(jì)雨量，對(duì)積淹情況進(jìn)行預(yù)報(bào)，提前做好積淹防治工作。

2.1.2 ?雨強(qiáng)—積淹深度

由雨強(qiáng)曲線與積淹深度曲線（見圖2）可以看出，雨強(qiáng)曲線明顯抬升時(shí)，積淹深度曲線滯后一定時(shí)間段開始抬升。隨著雨強(qiáng)的減弱，積淹深度曲線無大幅度提升、下降現(xiàn)象。從起漲、峰值、回落3個(gè)角度將積淹深度與雨強(qiáng)進(jìn)行對(duì)比，兩者的先后時(shí)間相差分別為30 min，25 min，35 min。累計(jì)雨量從7點(diǎn)50分開始趨于平穩(wěn)，積淹深度從8時(shí)20分回落，兩者相差30 min，在匯水時(shí)間范圍內(nèi)。因此可以得出，此積淹點(diǎn)的匯水時(shí)間范圍在25～35 min，每個(gè)積水點(diǎn)的形成都與其所處區(qū)域在城市排水系統(tǒng)的位置有關(guān)，根據(jù)匯水時(shí)間可為該地區(qū)排水管道的設(shè)置提供參考[1]。

結(jié)合積淹點(diǎn)電子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)確定的匯水時(shí)間，對(duì)積淹點(diǎn)水位的未來走勢(shì)進(jìn)行預(yù)判，當(dāng)數(shù)據(jù)完備時(shí)，結(jié)合區(qū)域地形地貌及城市排水管網(wǎng)資料等信息，能夠預(yù)估退水時(shí)間，也可為積淹區(qū)域排水改造提供科學(xué)、有效的方案。

2.2 ?青島市黃島區(qū)世紀(jì)大道西城市站積水監(jiān)測(cè)點(diǎn)2017年1—9月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

如圖3所示，主坐標(biāo)軸表示實(shí)測(cè)水位與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，次坐標(biāo)軸表示面平均降水與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;坐標(biāo)圖清晰展現(xiàn)的這兩個(gè)降水特征值，反映該地區(qū)降水的基本情況。

“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)下的積淹監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的實(shí)測(cè)水位具有及時(shí)性、可靠性的特點(diǎn)，面平均雨量能夠客觀地反映該區(qū)域的降水情況。二者數(shù)據(jù)來源準(zhǔn)確、可靠，為防洪抗災(zāi)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供必要數(shù)據(jù)支撐與保障。因而開展面雨量計(jì)算和面雨量預(yù)報(bào)，既可為各級(jí)政府組織防汛抗洪以及水庫調(diào)度等決策提供重要的依據(jù)，又可為水利部門的洪水預(yù)報(bào)提供非常重要的參數(shù)，是氣象與水利部門加強(qiáng)合作，為防災(zāi)抗災(zāi)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的一個(gè)重要手段。

3 ? ?結(jié)語

根據(jù)以上兩地的實(shí)測(cè)資料和當(dāng)?shù)氐匦巍庀筚Y料分析，其雨強(qiáng)峰值時(shí)間與積淹點(diǎn)水位最高點(diǎn)時(shí)間之差在合理范圍之內(nèi)，根據(jù)水文手冊(cè)，該觀測(cè)結(jié)果是可靠的、有代表性的、一致的。匯流時(shí)間都在20 min之內(nèi)，時(shí)間足夠用于預(yù)警。

從上述分析可總結(jié)出“互聯(lián)網(wǎng)+水文監(jiān)測(cè)”優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性：首先，構(gòu)建全程綜合的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠保證信息傳遞與反饋的通暢，使監(jiān)測(cè)信息更具實(shí)效性。其次，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)性能整編平臺(tái)，降低時(shí)間成本，體現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的集成與優(yōu)化作用。最后，水文監(jiān)測(cè)在互聯(lián)網(wǎng)化的基礎(chǔ)上，全面利用數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)建設(shè)，能夠保證良好的社會(huì)效益，服務(wù)民生。

4 ? ?城市積淹監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的不足與改進(jìn)

傳統(tǒng)的城市積淹點(diǎn)監(jiān)測(cè)方法的不足主要體現(xiàn)在：一是監(jiān)測(cè)信息鏈路不通暢，從任務(wù)下達(dá)、儀器檢測(cè)、外業(yè)測(cè)量到數(shù)據(jù)整理與分析的整個(gè)流程中還未全部實(shí)現(xiàn)信息化，會(huì)造成信息傳遞與反饋的不暢，進(jìn)而影響監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)效性。二是數(shù)據(jù)整編手段待優(yōu)化，原始數(shù)據(jù)不錄入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)導(dǎo)致難以及時(shí)整編，控制難度與成本都會(huì)有所上升。三是數(shù)據(jù)深度挖掘缺失。水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是時(shí)空的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)分析上有很大的利用空間，尤其是在服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、服務(wù)民生方面，還須仔細(xì)深入地研究。結(jié)合城市積淹點(diǎn)監(jiān)測(cè)的工作要求與現(xiàn)有技術(shù)提出如下改進(jìn)：

（1）秉承代表性與典型性的原則，各城市水文監(jiān)測(cè)部門應(yīng)克服積淹監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布不均且投入使用量較少的現(xiàn)狀，監(jiān)督并建立完整、有效的城市積淹監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

（2）在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，盡量統(tǒng)一監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，及時(shí)、準(zhǔn)確地上傳、匯報(bào)數(shù)據(jù)，對(duì)城市積淹點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與精細(xì)化管理，保證水文監(jiān)測(cè)工作的集成與優(yōu)化。

（3）積淹監(jiān)測(cè)點(diǎn)的建設(shè)，不僅是為了監(jiān)測(cè)險(xiǎn)情，給出預(yù)警信息，更是為了提供科學(xué)的方案進(jìn)行防水排水，為此還需要完善積淹區(qū)域地形地貌圖及周邊地區(qū)城市排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)等一系列資料[2]。

（4）城市積水點(diǎn)監(jiān)測(cè)優(yōu)化配置，在現(xiàn)有積水點(diǎn)監(jiān)測(cè)方法的基礎(chǔ)上，盡可能全面地覆蓋水位信息，除了考慮監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位信息外，也應(yīng)將監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)標(biāo)高、相應(yīng)區(qū)域排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)、實(shí)施安裝費(fèi)用等考慮在內(nèi)。

（5）監(jiān)測(cè)效果分析，在水文監(jiān)測(cè)的過程中，需要有效數(shù)據(jù)以供專業(yè)人員進(jìn)行合理、完善的分析，同時(shí)也應(yīng)提供與其相關(guān)聯(lián)因素作為參考對(duì)比，以達(dá)到結(jié)果與成本優(yōu)化的效果。

[參考文獻(xiàn)]

[1]逯靖遠(yuǎn).如何進(jìn)行城市積水點(diǎn)治理規(guī)劃—以鄭州市為例[J].中華建設(shè)，2015（3）：82-83.

[2]李根.城市暴雨積水預(yù)警系統(tǒng)的分析[J].通訊世界，2016（3）：268-269.

Abstract：The real-time monitoring data of urban flooding point is of great significance to the study of urban production and catchment law in this paper. It combines hydrological monitoring system with Internet technology through “Internet+” technology， provides information service for monitoring stations of flood prone sites in cities， realizes the integration of monitoring data， effectively shortens the early warning time of hydrological monitoring， facilitates the early formulation of urban flood control and drainage plan， reduces the workload of hydrologists， and embodies the concept of “people-oriented”.?

Key words：“Internet +”; hydrological monitoring; accumulation point