西藏水文信息化的一些思考

洛珠尼瑪，晉美次旦，強(qiáng)巴次成

（西藏自治區(qū)水文水資源勘測局，西藏 拉薩 850000）

0 引言

水文全方位服務(wù)于水利和社會[1]，關(guān)于水利信息化發(fā)展思路有著大量的研究，文獻(xiàn)[2-4] 的研究認(rèn)為，推進(jìn)水利信息化是時(shí)代發(fā)展的必然要求，我國水利信息化主要包括網(wǎng)絡(luò)、重點(diǎn)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，水利信息化規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，水利信息化人才培養(yǎng)等方面。關(guān)于水文信息化發(fā)展思路也有著大量的研究，文獻(xiàn)[5] 的研究認(rèn)為，為社會提供信息服務(wù)的水文，需要利用信息化手段來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，承擔(dān)支撐社會信息化的歷史重任的能力。文獻(xiàn)[6] 研究了美國水文信息化的現(xiàn)狀，并提出對我國水文信息化建設(shè)的思考和建議。由于西藏特殊的地理和氣候環(huán)境，為保障人員居住生活，需要建立大量的水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，文獻(xiàn)[7-8] 從現(xiàn)狀、存在問題、發(fā)展思路3個(gè)方面研究了當(dāng)?shù)氐乃男畔⒒?/p>

西藏高原高寒地廣，還有一定的無人區(qū)，水文站點(diǎn)少且主要分布在氣候較好的一江三河流域，目前信息化程度低，技術(shù)手段落后。由于西藏特殊的地理和氣候環(huán)境，今后的發(fā)展不適合人員居住生活，需要建立大量的水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，采用 3S 等現(xiàn)代高科技技術(shù)，補(bǔ)充西藏水文信息的不足。為適應(yīng)飛速發(fā)展的水文信息化，只有從西藏實(shí)際出發(fā)，加大力度，跨越式地實(shí)現(xiàn)水文信息化，才能促進(jìn)西藏水文事業(yè)的跨越式發(fā)展。研究西藏水文信息化有著重要的意義和迫切的需求。

1 西藏水文信息化現(xiàn)狀與發(fā)展歷程

1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)站

西藏自治區(qū)水文水資源勘測局，于 1999年組建辦公計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)，2000年進(jìn)行擴(kuò)建，2007年重新建設(shè)和提高檔次，配備延時(shí)時(shí)間較長、功率較大的 UPS 系統(tǒng)，架設(shè)了性能較好的硬件防火墻。目前，自治區(qū)水文局有比較先進(jìn)、完善的辦公計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并有選擇的聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)；各地市水文水資源勘測大 隊(duì)也先后建設(shè)了辦公計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).

2000年西藏自治區(qū)水文水資源勘測局開始建設(shè)網(wǎng)站，租用“西藏在線”網(wǎng)站服務(wù)器空間 1年；2001年購買了網(wǎng)站服務(wù)器，從“西藏在線”搬回到自己的服務(wù)器，是西藏水利行業(yè)的第1個(gè)網(wǎng)站。

1.2 水文數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

西藏水文局非常重視水文數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，1989年購置了 VAXⅡ 小型計(jì)算機(jī)，建立了西藏國家水文數(shù)據(jù)庫；1993年更新購置了VAX3100小型計(jì)算機(jī)，并逐步完善西藏國家水文數(shù)據(jù)庫，水文信息中心自行開發(fā)了基于 VAX 操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫查詢分析系統(tǒng)；1999年數(shù)據(jù)庫移植在微型計(jì)算機(jī)上，通過了水利部水文局的驗(yàn)收；圍繞國家水文數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，2008年，合作研發(fā)了“西藏國家水文數(shù)據(jù)庫查詢分析系統(tǒng)”，目前有待繼續(xù)完善和升級。

2001年，西藏水文局建立西藏全國實(shí)時(shí)水情庫，并利用全國統(tǒng)一開發(fā)的水情譯電轉(zhuǎn)發(fā)軟件，通過全國水情廣域網(wǎng)進(jìn)行水情信息的傳輸。

2009年，水利部水文局援藏移植研發(fā)了“西藏水情防汛會商系統(tǒng)”和“西藏洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)”。

1.3 水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)

1992年，在拉薩河流沙河流域建立了流沙河雨量自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，由1個(gè)中心站和4個(gè)遙測站組成，以超短波為通信信道，運(yùn)行至今，運(yùn)行情況良好，2001年進(jìn)行了系統(tǒng)更新升級。

2000年，借助國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)拉薩水情分中心的建設(shè)，以短波為主信道，有線電話為備份信道，建設(shè)了拉薩中心站和8個(gè)遙測站。隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，短波干擾信號越來越多，導(dǎo)致拉薩無法接收到短波信號，加之，設(shè)備質(zhì)量存在缺陷，系統(tǒng)集成不太成熟，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，未能成功。

2004年，西藏阿里帕里河山體崩塌形成堰塞湖，西藏水文局建設(shè)了1個(gè)中心站、2個(gè)北斗衛(wèi)星的水位自動(dòng)測報(bào)站，一共傳輸了7200多份數(shù)據(jù)；但是，由于交通不便，不便于維護(hù)管理，1個(gè)站的設(shè)備垮壩時(shí)被沖走，另1個(gè)站設(shè)備當(dāng)場報(bào)廢。

2005年，定結(jié)縣冰湖開挖除險(xiǎn)中，西藏水文局在2個(gè)冰湖處，建立了1個(gè)中心站和2個(gè)北斗衛(wèi)星自動(dòng)遙測站，收集了9700多條水位信息。由于氣候惡劣，交通不便，維護(hù)困難，加之系統(tǒng)集成存在一定問題，導(dǎo)致系統(tǒng)報(bào)廢。

2006年，進(jìn)行土壤含水率監(jiān)測示范建設(shè)，建設(shè)了以 GSM 為通信信道的1個(gè)中心站和6個(gè)土壤含水率遙測站，運(yùn)行情況一直良好。

2007年，建設(shè)了以北斗衛(wèi)星為通信信道的1個(gè)中心站和4個(gè)遙測站的自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，其中，2個(gè)站系統(tǒng)運(yùn)行良好，另2個(gè)站系統(tǒng)相繼出現(xiàn)了一些問題。

2009年，由于墨脫山體滑坡，建立了以北斗衛(wèi)星為通信信道的2個(gè)中心站和7個(gè)遙測站的應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)，由于建站條件極差，維護(hù)不便等原因，運(yùn)行情況不太理想。

2 西藏水文信息化問題分析

2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)站

西藏自治區(qū)水文局辦公用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)相對比較完善，各地市水文水資源勘測大隊(duì)的辦公計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)比較簡易，但是，都沒有建立專業(yè)內(nèi)網(wǎng)，存在較大的安全隱患。

西藏水文網(wǎng)站建設(shè)相對成熟、完備，但各大隊(duì)均沒有自己的門戶網(wǎng)站。

2.2 水文數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

目前的西藏國家水文數(shù)據(jù)庫查詢分析系統(tǒng)需要不斷完善、升級，才能緊跟全國的步伐；目前西藏主要河段還沒有水文預(yù)報(bào)方案，但需求緊迫，因此需要研發(fā)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)相對較多。

2.3 水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)

由于受到西藏特殊的氣候、地理環(huán)境的影響，水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用是西藏水文信息工作的最大弱點(diǎn)。儀器設(shè)備需要適應(yīng)低溫、低壓、低濕、大風(fēng)、冰川等惡劣氣候，且儀器設(shè)備架設(shè)處于懸崖峭壁等極其復(fù)雜的地理環(huán)境，在內(nèi)地成熟的系統(tǒng)引進(jìn)到西藏后，會遇到很多不適應(yīng)的狀況，因此，需要專門研制適應(yīng)西藏地區(qū)的儀器設(shè)備和系統(tǒng)集成。

西藏水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)建設(shè)的成功率不高，主要有以下2個(gè)原因：1）建設(shè)項(xiàng)目沒有經(jīng)過西藏地區(qū)適應(yīng)性的實(shí)驗(yàn)研究；2）站點(diǎn)地處偏僻，交通不便，技術(shù)人員缺乏，維護(hù)跟不上。

3 西藏水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的一些思考

做好西藏水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，規(guī)劃是前提，建設(shè)是基礎(chǔ)，人才是關(guān)鍵，管理是保證，應(yīng)用是核心，因此要加強(qiáng)5個(gè)方面的工作。

3.1 注重規(guī)劃

由于西藏特殊的地理、氣候環(huán)境，實(shí)踐證明規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)要高，考慮的情況要全面，尤其是復(fù)合型人才和運(yùn)行經(jīng)費(fèi)絕對要有保障，否則實(shí)施運(yùn)行中可能會使系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行維護(hù)升級得不到保障。

3.2 完善系統(tǒng)建設(shè)

3.2.1 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究

因西藏特殊的氣候、地理、交通等條件，水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)建設(shè)前必須要做西藏高原的適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)研究。以往6個(gè)墑情站的設(shè)備在南京實(shí)驗(yàn)室里做過模擬西藏環(huán)境的實(shí)驗(yàn)，目前項(xiàng)目運(yùn)行情況較好。

在大范圍的建設(shè)中，僅僅在實(shí)驗(yàn)室里做模擬實(shí)驗(yàn)還是不夠的，應(yīng)該在典型現(xiàn)場設(shè)立實(shí)驗(yàn)站試運(yùn)行1～2 a，才能確定系統(tǒng)的可用性。

3.2.2 設(shè)施設(shè)備特殊要求

1）水位計(jì)的選用。根據(jù)以往應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來看，浮子式水位計(jì)是最穩(wěn)定、精確、可靠的水位計(jì)，超聲波、壓力式、氣泡式、雷達(dá)等水位計(jì)均存在一定缺陷，因此，應(yīng)在常規(guī)建設(shè)中大力推行浮子式水位計(jì)；如條件實(shí)在不允許，可考慮雷達(dá)水位計(jì)，其余水位計(jì)基本沒有適用性；在地理?xiàng)l件極差的應(yīng)急監(jiān)測中，可以考慮壓力式和氣泡式水位計(jì)。

2）數(shù)據(jù)終端（RTU）的設(shè)計(jì)。西藏水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的成敗主要在于 RTU。終端每個(gè)零件的設(shè)計(jì)都必須考慮在西藏地區(qū)惡劣的環(huán)境下能正常運(yùn)行，并做好實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，才能投入使用。

3）設(shè)備的保溫。影響設(shè)備不適應(yīng)性最突出的因素是氣溫。為了完全適應(yīng)西藏寒冷的氣候而設(shè)計(jì)制造設(shè)備，至少需要1個(gè)昂貴的 RTU，通過采取保溫措施可以降低 RTU 等設(shè)備的成本，提高其實(shí)用性。

設(shè)備保溫主要有以下2種方式：a）充分使用西藏豐富的太陽能，設(shè)備房可以采用太陽能供暖；b）為設(shè)備做1個(gè)專用的機(jī)箱，部分或全部埋在地下，周圍用木屑等保暖材料進(jìn)行保暖。

4）通信信道的選擇。西藏水文、雨量站點(diǎn)大多分布在公共通信網(wǎng)絡(luò)沒有覆蓋或信號不穩(wěn)定的區(qū)域，因此，衛(wèi)星信道是最佳選擇，根據(jù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，北斗衛(wèi)星通信能夠適應(yīng)西藏地區(qū)的惡劣環(huán)境。根據(jù)水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)規(guī)范的要求，每個(gè)站點(diǎn)必須要有2個(gè)或以上通信信道，因此，沒有穩(wěn)定信號覆蓋的站點(diǎn)均應(yīng)采用雙套衛(wèi)星通信方式，有公共通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)可以考慮北斗衛(wèi)星和 GPRS（GSM）或 PSTN 或其它信道。

3.3 加強(qiáng)人才培養(yǎng)

西藏本地沒有能夠建設(shè)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的單位，必須從其他省份尋找承建單位，這就帶來系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的不便和龐大的運(yùn)行成本，因此，主要運(yùn)行維護(hù)任務(wù)由自身承擔(dān)為佳，西藏水文需要培養(yǎng)一批熟練掌握水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)技術(shù)的人才。

培訓(xùn)、引進(jìn)人才的主要方式有以下4個(gè)方面：1）依靠自身技術(shù)力量舉辦培訓(xùn)班；2）援藏和西藏自治區(qū)少數(shù)民族專業(yè)技術(shù)人才特殊培養(yǎng)渠道培訓(xùn)；3）特別選派有基礎(chǔ)的技術(shù)人員，到其他省份有關(guān)部門進(jìn)行深層次培訓(xùn)；4）適當(dāng)引進(jìn)水文信息化方面的人才。

人才培養(yǎng)的最佳方案是在系統(tǒng)建設(shè)期選派有一定計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的技術(shù)人員到承建單位實(shí)習(xí)，熟練掌握系統(tǒng)安裝、運(yùn)行維護(hù)技術(shù)。在承建單位技術(shù)人員的指導(dǎo)下，實(shí)習(xí)人員能完成整個(gè)系統(tǒng)的安裝調(diào)試，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.4 加強(qiáng)管理

水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)是多學(xué)科的集成，綜合性強(qiáng)，需要很多部門配合完成。因此需專門成立1個(gè)綜合性、管理能力強(qiáng)的部門，組成西藏水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)建設(shè)管理小組，對水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)管理。小組成員由區(qū)局有關(guān)科室和分局有關(guān)人員組成，組長和副組長在區(qū)局里產(chǎn)生。

管理小組既要分工明確，又要緊密協(xié)助。管理小組組長、副組長全面負(fù)責(zé)系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)管理運(yùn)行；水文局水文信息中心負(fù)責(zé)中心的設(shè)施設(shè)備和數(shù)據(jù)的管理，并提供對外服務(wù)，協(xié)助分局分信息中心的工作；各分局分信息中心負(fù)責(zé)各自所屬的設(shè)施設(shè)備和數(shù)據(jù)的管理，并提供服務(wù)；水文局站網(wǎng)科和分局站網(wǎng)科（所屬片）共同負(fù)責(zé)遙測站的建設(shè)運(yùn)行維護(hù)，局站網(wǎng)科還要承擔(dān)協(xié)助各分局相關(guān)的工作。

3.5 實(shí)現(xiàn)高效應(yīng)用

建設(shè)完成后，各級水文部門要加強(qiáng)和注重水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的應(yīng)用，并研究其實(shí)用性，使系統(tǒng)在西藏防汛抗旱、水利工程、地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。同時(shí)，不斷完善升級整個(gè)系統(tǒng)，使系統(tǒng)愈來愈成熟、穩(wěn)定、先進(jìn)。

4 結(jié)語

本文詳細(xì)分析西藏水文信息化的現(xiàn)狀，緊跟飛速發(fā)展的國內(nèi)外的水文信息化，從西藏實(shí)際情況出發(fā)，主要對西藏水文信息化建設(shè)中最突出的水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)、人才、管理和應(yīng)用5個(gè)方面進(jìn)行研究思考，結(jié)論如下：

1）西藏水文信息化具有水文信息化基本特性，也有其特殊的要求和特點(diǎn)；

2）水文信息化建設(shè)中最突出的問題是水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)緩慢，質(zhì)量不高，應(yīng)用維護(hù)不完善；

3）由于特殊的地理環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)等影響，規(guī)劃和建設(shè)運(yùn)行具有特殊性；

4）西藏水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)需要做到，高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，加強(qiáng)建設(shè)質(zhì)量，加強(qiáng)復(fù)合型人才培養(yǎng)，注重管理、運(yùn)行、升級；

5）由于尚未找到西藏水文信息化方面的文獻(xiàn)，完全按著筆者思考研究進(jìn)行，其特殊性的認(rèn)識研究比較粗淺，待進(jìn)一步的研究；

對于研究空白的西藏水文信息化，本文將會解釋一些存在的問題，對西藏水文信息化的建設(shè)運(yùn)行起到一定的幫助，具有一定的參考價(jià)值。

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