天津市北部山洪區(qū)水文監(jiān)測信息系統(tǒng)建設(shè)構(gòu)想

摘要：根據(jù)天津市北部山洪區(qū)的水文監(jiān)測問題，闡述了利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)，研究和開發(fā)建設(shè)天津市北部山洪區(qū)水文監(jiān)測信息系統(tǒng)的構(gòu)想，分析系統(tǒng)建設(shè)對提升水文水資源監(jiān)測、管理、服務(wù)能力，為天津市各級政府部門提供及時、可靠的防汛預(yù)警信息，為天津市山洪區(qū)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展提供全面優(yōu)質(zhì)服務(wù)，提出系統(tǒng)建設(shè)的設(shè)想和思路，并分析系統(tǒng)建設(shè)的必要性、可行性，以提高系統(tǒng)的實用性和可操作性。

關(guān)鍵詞：山洪區(qū)；水文；監(jiān)測；信息系統(tǒng)

Abstract: According to Tianjin in northern torrential hydrological monitoring on the use of modern information technology, research and development and construction of Tianjin in northern flash floods, hydrological monitoring and information system concept analysis system construction to enhance the hydrology and water resources monitoring, management, serviceability to provide timely and reliable flood warning information for the Tianjin government departments at all levels to provide comprehensive services for Tianjin torrential economic and social sustainable development and put forward ideas and ideas of the system construction, and analysis of the need for system construction, feasibility in order to improve system availability and operability.

Keywords: flash flood area; hydrology; monitoring; information system

0 基本情況

山洪區(qū)水文監(jiān)測是為滿足廣大山區(qū)人民防洪安全需要而進(jìn)行的水文監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)，是一項重要的水文測報工作。

天津市北部薊縣山區(qū)屬燕山的迎風(fēng)坡，等高線為20m以上地區(qū)總面積840.3km2，占全縣總面積的53%，是山洪及水土流失易發(fā)區(qū)。區(qū)內(nèi)有大型水庫1座（于橋水庫），中型水庫1座（楊莊水庫），小型水庫9座，分布在山區(qū)8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。暴雨是山區(qū)各河徑流的主要來源，徑流的年內(nèi)分配和年際變化都很大，洪水成因和所受影響的因素比較單一，除泃河常年有水外，其余均為季節(jié)性河流，山區(qū)各河具有洪水漲落猛，歷時短，流速大的特點。大多坡陡流急，遇大暴雨，易突發(fā)山洪，并可能誘發(fā)泥石流、滑坡，危害很大。歷史上，歷次山洪引發(fā)的溪河洪水、誘發(fā)的泥石流及滑坡的災(zāi)害給薊縣造成嚴(yán)重的損失。造成人員傷亡，毀壞房屋、田地、道路和橋梁等，給國民經(jīng)濟(jì)和人民生命財產(chǎn)造成巨大損失。

區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有泃河羅莊子、州河于橋水庫（入境河流在河北省境內(nèi)淋河龍門口、黎河前毛莊、沙河水平口）等國家基本水文站；泃河羅莊子、州河于橋水庫、泃河黃崖關(guān)、泃河下營、小漳河盤山、禿尾巴河邦均等設(shè)有國家基本雨量站。

因山區(qū)特有的暴雨、洪水特性，目前的監(jiān)測站網(wǎng)尚不能滿足山洪災(zāi)害防治的需要。

1 系統(tǒng)建設(shè)的必要性

結(jié)合天津市北部山區(qū)的水文、地理特性，站網(wǎng)布設(shè)上綜合總體控制密度、地區(qū)分布及滿足山洪防治的監(jiān)測需求，建設(shè)符合天津?qū)嶋H的、高水平的山洪區(qū)水文監(jiān)測信息系統(tǒng)。做到信息傳遞及時、水情測報準(zhǔn)確、調(diào)度指揮優(yōu)化。為小流域產(chǎn)匯流、水利工程運行、應(yīng)急調(diào)度、水文預(yù)報等提供數(shù)據(jù)支持。大大提高天津市山洪防治信息的預(yù)警反饋速度，為各級政府提供及時準(zhǔn)確的監(jiān)測預(yù)警預(yù)報信息，實現(xiàn)防汛指揮調(diào)度快速決策，洪水資源效益最大化，提高應(yīng)對突發(fā)事件的能力，有效降低人民生命財產(chǎn)損失，保障廣大人們?nèi)罕姷母�本利益，對于天津市社會穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展具有重大現(xiàn)實意義。

2 系統(tǒng)的監(jiān)控內(nèi)容及項目分析

天津市山洪區(qū)水文監(jiān)測信息系統(tǒng)覆蓋范圍為市北部薊縣山區(qū)，再加上流域邊界跨區(qū)域因素，范圍面積約在近千平方公里左右。

雨量、水位和流量信息在山洪災(zāi)害防治中有重要的預(yù)警作用，是監(jiān)測的重要內(nèi)容。水量信息在服務(wù)于防洪信息需求的同時且能夠使洪水資源效益最大化，應(yīng)以先進(jìn)測報技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐，通過系統(tǒng)建設(shè)達(dá)到監(jiān)測自動化水平。

水位、雨量監(jiān)測項目：根據(jù)山洪災(zāi)害防治監(jiān)測的時效性的需要，應(yīng)采用數(shù)據(jù)自動采集、固態(tài)存儲、現(xiàn)代通訊和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，使水位、雨量監(jiān)測項目實現(xiàn)自動測報。

水量監(jiān)測項目：結(jié)合山洪區(qū)地形河底水力坡度較大，水位流量有比較穩(wěn)定的關(guān)系的特點。根據(jù)測站控制、斷面形態(tài)和河道沖淤變化、水位漲落率、測驗人員、交通便利等情況選址。對監(jiān)測斷面進(jìn)行規(guī)整（建測流堰或人工控制斷面），較大河流安裝應(yīng)用H-ADCP實現(xiàn)在線監(jiān)測。小型河流修建量水建筑物，比如量水槽（巴歇爾水槽）或量水堰，由測得的水位或水深、水頭等（自動測報）代入水力學(xué)公式計算出流量,實現(xiàn)流量的實時測報。并結(jié)合巡測流量，分析率定H-ADCP和量水建筑物的修正系數(shù)，確保流量在線監(jiān)測的精度。

對現(xiàn)狀站點應(yīng)進(jìn)行自動化改造，并整合資源將其它部門的水雨情站共同納入系統(tǒng)，實現(xiàn)信息共享，切實提高監(jiān)測預(yù)警水平和應(yīng)急處置能力。

3 系統(tǒng)建設(shè)構(gòu)想

3．1總體思路

建設(shè)以防洪和水文信息采集為基礎(chǔ)、通信系統(tǒng)為保障、決策支持系統(tǒng)為核心的山洪區(qū)水文測報系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)要充分利用國家和本市已有的信息公共基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)行業(yè)的信息資源，結(jié)合已建的國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)工程等通訊設(shè)施，統(tǒng)籌考慮，資源共享。達(dá)到及時準(zhǔn)確完成水文信息的采集、處理和傳輸，提高水文情報、預(yù)警、預(yù)報的精度，提高防汛抗旱管理工作的現(xiàn)代化水平，提高水情信息的處理、分析和預(yù)警能力的目標(biāo)。

3．2系統(tǒng)設(shè)計原則

（1）可靠性和先進(jìn)性相結(jié)合的原則。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)高起點，采用目前世界上先進(jìn)的技術(shù)、方法、軟件和硬件設(shè)備，并充分考慮其發(fā)展趨勢，以保證系統(tǒng)的先進(jìn)性和具有較長的生命周期。

（2）實用原則。系統(tǒng)既要服務(wù)于全社會，又要重點滿足防汛抗旱、水資源管理、水環(huán)境保護(hù)、水工程規(guī)劃、設(shè)計、運行管理的需求，規(guī)劃應(yīng)充分考慮實用性和可操作性。

（3）標(biāo)準(zhǔn)化原則。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)http:///
一、并滿足國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，以保證系統(tǒng)的整體集成、有效運行與未來發(fā)展。

（4）安全原則。水文信息是公益性社會基礎(chǔ)信息，就信息服務(wù)的對象、內(nèi)容和應(yīng)用屬性而言，有公益性、時效性、保密性等特征，規(guī)劃應(yīng)充分考慮安全性。

（5）開放原則。水文信息作為防汛減災(zāi)的基礎(chǔ)信息，在防洪搶險中，時間就是人民的生命和財產(chǎn)，信息服務(wù)的各個環(huán)節(jié)都必須強(qiáng)調(diào)信息的開放、時效和準(zhǔn)確。并充分利用現(xiàn)有資源，避免重復(fù)建設(shè)。

3．3系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

山洪區(qū)水文測報系統(tǒng)包括水文測站信息采集與傳輸設(shè)施、通訊計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用支撐平臺、監(jiān)控中心等。

水文測站信息采集與傳輸設(shè)施建設(shè)內(nèi)容如下：

（1）儀器室。用于安放儀器設(shè)備及看護(hù)人員的棲身之所。

（2）水位自記平臺。隨時掌握河流及水利工程的運行情況。用于儀器的安裝使用維護(hù)管理，儀器參數(shù)的調(diào)試率定，儀器故障時的水量計算。

（3）H-ADCP。實時在線監(jiān)測流量。

（4）測流堰。山洪區(qū)河道修建量水堰等量水建筑物。

（5）巡測設(shè)備。用于流量巡測， H-ADCP測驗位置和儀器參數(shù)的調(diào)試率定。

（6）其它。含供電、防雷、安全防盜、斷面標(biāo)志、水準(zhǔn)點、斷面界樁和保護(hù)標(biāo)志、觀測道路、測驗斷面護(hù)坡等。

通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)以現(xiàn)有的廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照系統(tǒng)需求，對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施進(jìn)行完善。建設(shè)管理單位（九王莊水文分中心）與市水情中心的信息連接。

應(yīng)用支撐平臺的作用是支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用和管理數(shù)據(jù)資源。

監(jiān)控中心是管理部門運行和運用系統(tǒng)的重要場所，主要包括監(jiān)控室和會商室等。

3．5系統(tǒng)建設(shè)

（1）在進(jìn)行系統(tǒng)(尤其是大規(guī)模系統(tǒng))建設(shè)時，必須統(tǒng)一規(guī)劃，嚴(yán)格論證，并與有關(guān)部門和單位協(xié)調(diào)合作，整合資源，節(jié)約投資且能充分發(fā)揮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

（2）監(jiān)測站點多面廣，發(fā)展遙測站點可以省人、省錢和有利于彌補(bǔ)駐測站網(wǎng)的不足，測站建設(shè)已無人值守的遙測站點為主。

（3）要求系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定、性能可靠并在惡劣氣候條件下保持正常工作。

（4）站點處野外環(huán)境，要求保證電源、避免雷擊和做好盜竊設(shè)施。

3．6系統(tǒng)的運行維護(hù)管理

天津市山洪區(qū)水文測報系統(tǒng)維護(hù)應(yīng)根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定和行業(yè)業(yè)務(wù)特點，由水文專業(yè)部門組織實施管理，采取加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)、健全自動測報系統(tǒng)運行管理的相應(yīng)規(guī)章制度等多種措施，動態(tài)或定期的對系統(tǒng)的運行情況進(jìn)行檢查。納入年度考核指標(biāo)及安排財政預(yù)算等多種形式加以明確維護(hù)責(zé)任。

4 可行性分析

（1）技術(shù)