寧夏水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)踐

張芳

摘 要：水文事業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性公益事業(yè)。水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)是提高水文技術(shù)服務(wù)質(zhì)量和時(shí)效性的重要措施。本文通過(guò)對(duì)寧夏水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐的回顧，分析了寧夏水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)中的經(jīng)驗(yàn)與不足，為今后進(jìn)一步加強(qiáng)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：水文自動(dòng)測(cè)報(bào) 系統(tǒng) 建設(shè)

近年來(lái)，寧夏水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)以國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)、山洪災(zāi)害防治、中小河流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等項(xiàng)目建設(shè)為契機(jī)，以水利信息化建設(shè)為依托，加大水文信息化建設(shè)力度，基本建成了涵蓋水文信息采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)應(yīng)用的寧夏水文信息化系統(tǒng)，全面提升了寧夏水文綜合服務(wù)能力，為寧夏防汛抗旱、防凌調(diào)度以及水利信息化建設(shè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐服務(wù)。

1 寧夏水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展歷程

寧夏水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)先后經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段是上世紀(jì)九十年代后期，這一階段還處于于認(rèn)識(shí)和試驗(yàn)階段，1997年后引進(jìn)了近150臺(tái)固態(tài)水位雨量存儲(chǔ)器，自動(dòng)采集存儲(chǔ)水雨情信息，但不能實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳至水情中心。2000年建成寧夏實(shí)時(shí)水情計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)系統(tǒng)，報(bào)汛站水情信息通過(guò)語(yǔ)音接收系統(tǒng)自動(dòng)譯電處理。2000年建設(shè)了第一處水位自動(dòng)遙測(cè)站，實(shí)現(xiàn)水位信息自動(dòng)采集傳輸，傳輸信道采用超短波方式，隨后幾年相繼建設(shè)了幾6處黃河自動(dòng)遙測(cè)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(guó)家防汛指揮系統(tǒng)一期工程、旱情管理系統(tǒng)、水庫(kù)信息化等項(xiàng)目的帶動(dòng)下，寧夏陸續(xù)建設(shè)了107處自動(dòng)遙測(cè)雨量站、11處自動(dòng)遙測(cè)水位站、6處墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)站和9處移動(dòng)視頻站，實(shí)現(xiàn)采集信息實(shí)時(shí)上傳至水情中心，運(yùn)行效果較好。2004年建設(shè)了泉眼山纜道自動(dòng)測(cè)流系統(tǒng)。2004年建成寧夏水情中心，實(shí)現(xiàn)了寧夏水情中心與國(guó)家骨干網(wǎng)的連接，以及中央報(bào)汛站水情信息自動(dòng)接收、存儲(chǔ)、譯電、上傳。第三階段是2011年至今，屬于發(fā)展期。2011年以來(lái)，依托中小河流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、山洪災(zāi)害防治、水資源監(jiān)控能力建設(shè)等項(xiàng)目，寧夏水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)得到了快速發(fā)展，建成了各類(lèi)自動(dòng)遙測(cè)站點(diǎn)1600多處（包括水位、雨量、墑情、地下水、視頻自動(dòng)監(jiān)測(cè)站），購(gòu)置了一批雷達(dá)測(cè)速儀等先進(jìn)測(cè)驗(yàn)設(shè)備，采用光纖及GPRS信道傳輸，淘汰超短波及x.25線路，實(shí)現(xiàn)水情數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)采集、傳輸、接收、處理。

2 寧夏水文信息化建設(shè)取得的成效

2.1 水文自動(dòng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)基本覆蓋全區(qū)

2011年以來(lái)，通過(guò)中小河流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、山洪災(zāi)害非工程措施等項(xiàng)目建設(shè)，目前全區(qū)有各類(lèi)水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)和斷面1761處，自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)1509處（自動(dòng)雨量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)1100處，自動(dòng)水位監(jiān)測(cè)站點(diǎn)178處，自動(dòng)蒸發(fā)、地下水、墑情、自動(dòng)視頻站點(diǎn)231處），站點(diǎn)數(shù)量是2010年站點(diǎn)數(shù)量的4倍以上，與2011年相比各類(lèi)遙測(cè)站點(diǎn)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(jiān)測(cè)站網(wǎng)，監(jiān)測(cè)范圍基本覆蓋全區(qū)各個(gè)流域、溝道和河流。

2.2 通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)基本建成

一是升級(jí)骨干網(wǎng)傳輸帶寬。去年底我局升級(jí)于2009年建成的由水文局到水利廳、水利部的骨干網(wǎng)傳輸帶寬，由原來(lái)的2 M提升至20 M。INTERENTM網(wǎng)絡(luò)速率提升至50 M帶寬。

二是組建遙測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸專(zhuān)網(wǎng)。目前，國(guó)內(nèi)水文遙測(cè)站的數(shù)據(jù)傳輸大多利用公網(wǎng)資源的互聯(lián)網(wǎng)IP地址進(jìn)行傳輸，但對(duì)于大量的遙測(cè)站會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸堵塞和信息丟失。通過(guò)調(diào)研和技術(shù)比選，依托中國(guó)移動(dòng)公司的GPRS網(wǎng)絡(luò)組建寧夏水文遙測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸專(zhuān)網(wǎng)，并租用APN專(zhuān)線。在專(zhuān)網(wǎng)外的客戶不能獲取我局建設(shè)的遙測(cè)站采集數(shù)據(jù)，杜絕廣播信息和垃圾短信，確保了數(shù)據(jù)安全和傳輸?shù)臅r(shí)效性。

三是開(kāi)通水文分局、水文測(cè)站專(zhuān)用光纖，實(shí)現(xiàn)測(cè)站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。 2013年將各分局已建的VPN網(wǎng)絡(luò)改造為20M MPLS-VPN專(zhuān)線，對(duì)所有駐測(cè)水文站全部建設(shè)10M專(zhuān)用光纖，配置VOIP語(yǔ)音電話，實(shí)現(xiàn)測(cè)站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，并通過(guò)區(qū)中心連接互聯(lián)網(wǎng)，測(cè)站和分局不再單獨(dú)接入互聯(lián)網(wǎng)，即節(jié)省了租用費(fèi)用又實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、活躍了職工文化生活。

2.3 新技術(shù)應(yīng)用測(cè)報(bào)儀器設(shè)備更加先進(jìn)

聯(lián)合生產(chǎn)廠家共同設(shè)計(jì)研發(fā)和建設(shè)了適合寧夏測(cè)驗(yàn)條件的13處新型水文纜道測(cè)流系統(tǒng)，設(shè)備具有鋼塔支架、雙索、直流控制自動(dòng)升降，太陽(yáng)能充電等配置和功能，在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平，有效地提升了水文測(cè)驗(yàn)的安全性和可靠性；利用水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)隊(duì)設(shè)備購(gòu)置資金近500萬(wàn)元引進(jìn)配置了ADCP流速儀、電波流速儀、測(cè)深儀、測(cè)距儀等水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備，購(gòu)置29套雷達(dá)波測(cè)流系統(tǒng)，經(jīng)測(cè)站比測(cè)、應(yīng)用，極大地提高了水文測(cè)報(bào)工作的快捷性、準(zhǔn)確性和安全性。

2.4 業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)初見(jiàn)成效

一是建成統(tǒng)一遙測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一接收。在2012年以前，由于遙測(cè)站建設(shè)是分批分項(xiàng)目建設(shè)，設(shè)備來(lái)自不同的廠商，每家廠商提供一套接收平臺(tái)和遙測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，增加了管理、應(yīng)用難度。為了解決這一問(wèn)題，在充分利用現(xiàn)有設(shè)備的前提下，與軟件開(kāi)發(fā)公司合作，對(duì)來(lái)自不同廠商的全部遙測(cè)設(shè)備進(jìn)行了充分整合，建成統(tǒng)一數(shù)據(jù)遙測(cè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)統(tǒng)一接收、統(tǒng)一存儲(chǔ)、統(tǒng)一入庫(kù)，并初步完成數(shù)據(jù)查詢、提取、分析等功能，實(shí)現(xiàn)WEB瀏覽功能，大大簡(jiǎn)化了工作量，提高了工作效率。

二是開(kāi)發(fā)水情報(bào)汛系統(tǒng)、淘汰語(yǔ)音電話報(bào)汛系統(tǒng)。為提高報(bào)汛質(zhì)量和時(shí)效、簡(jiǎn)化報(bào)汛程序，組織開(kāi)發(fā)了水情信息人工報(bào)汛系統(tǒng)，替代了應(yīng)用近十年的手機(jī)、信息電話報(bào)送方式，同時(shí)結(jié)束多年來(lái)水情信息編報(bào)文、報(bào)文接收、編譯入庫(kù)的數(shù)據(jù)傳輸路徑，改由經(jīng)過(guò)軟件直接對(duì)實(shí)時(shí)水雨情數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行錄入、修改、刪除操作，該系統(tǒng)將河道水位-流量關(guān)系線載入系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)水位數(shù)據(jù)插補(bǔ)流量，逐步替代人工上報(bào)流量的模式，實(shí)現(xiàn)了水雨情信息自動(dòng)化報(bào)汛。

三是初步建設(shè)完成寧夏水情綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)。為提高寧夏水文工作自動(dòng)化水平，提高報(bào)汛時(shí)效性及精度，提升水情服務(wù)質(zhì)量，我局組織研發(fā)了具備水文遙測(cè)數(shù)據(jù)接收、水情數(shù)據(jù)交換、洪水預(yù)警預(yù)報(bào)、水情數(shù)據(jù)維護(hù)、水情值班等業(yè)務(wù)功能為一體的寧夏水情綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)全面整合了現(xiàn)有各類(lèi)水情業(yè)務(wù)軟件，包括氣象信息、水情信息查詢、洪水預(yù)報(bào)、遙測(cè)平臺(tái)、水情信息交換、水情數(shù)據(jù)維護(hù)等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)窗口”服務(wù)。該系統(tǒng)以其生動(dòng)直觀、方便快捷的方式為水情業(yè)務(wù)人員提供了各種水情監(jiān)測(cè)、信息查詢、圖形顯示、報(bào)表輸出以及分析決策等服務(wù)，為寧夏各防汛部門(mén)提供了全面、科學(xué)、準(zhǔn)確、快捷的水文技術(shù)支撐數(shù)據(jù)。

4 克服發(fā)展中存在的問(wèn)題，保持水文自動(dòng)化工作的可持續(xù)發(fā)展

近年來(lái)，雖然取得了一些進(jìn)步，但也存在一些不足，主要表現(xiàn)在：一是巡測(cè)任務(wù)重，監(jiān)測(cè)運(yùn)行經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足。寧夏為局地暴雨洪水多發(fā)區(qū)，每年防汛、黃河防凌、抗旱監(jiān)測(cè)任務(wù)重，隨著近年來(lái)信息化建設(shè)，寧夏水文站點(diǎn)數(shù)量增加了4倍以上，工作量和管理費(fèi)用也隨之倍增，但沒(méi)有專(zhuān)項(xiàng)運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)、人員嚴(yán)重不足。寧夏屬于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)省區(qū)，新增的運(yùn)行維護(hù)管理等費(fèi)用難以落實(shí)。二是工作人員綜合業(yè)務(wù)技能有待提高。水文自動(dòng)測(cè)報(bào)涉及業(yè)務(wù)面廣、技術(shù)要求高。我局現(xiàn)有的信息化建設(shè)人員隊(duì)伍與實(shí)際需要存在很大差距，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員少，特別是沒(méi)有既熟悉水利業(yè)務(wù)又掌握信息化技術(shù)的復(fù)合型人才，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足信息化工作的需要。三是部分山區(qū)站點(diǎn)偏少。寧夏山地、平原縱橫交錯(cuò)，地形復(fù)雜，部分溝道上游山大溝深，GPRS信號(hào)不穩(wěn)定，缺少自動(dòng)遙測(cè)站點(diǎn)，不能滿足預(yù)報(bào)需求。