水文自动测报系统在伊春地区的应用特性分析

李金楠，雷 庆，张丹丹

（伊春水文局，黑龙江伊春 153000）

1 系统概述

伊春水文水情自动化测报系统设有78个雨量站、5个水位站，8个水文站和2个分中心站。遥测数据通过传感器自动采集水雨情信息，以多种方式传送到前置机实时收集后，经前置机软件对数据进行解码、纠错和合理性检测，以开放数据库的形式存储，通过共享方式供后台主机进行洪水预报、实时监控等。

2 伊春地区水文情况概述

伊春市位于黑龙江省东北部，北部以黑龙江中心航线为界、与俄罗斯隔江相望，边境线长249.5 km，是中国东北边疆的重要门户。市辖区南北长329 km，东西宽125 km。全市行政区划面积32 759 km2，林业施业区划面积386万hm2。市区域地貌属低山丘陵，小兴安岭纵贯南北，地理特征是“八山半水半草一分田”。北部多台地、宽谷;中部低山丘陵，山势和缓;南部属低山，山势较陡。最高峰为平顶山，海拔1 429 m。西部铁力市位于松嫩平原，地势呈波状。气候属北温带大陆季风气候区。四季分明，冬季严寒、干燥而漫长;夏季温热而暂短。年降雨量550～670 mm，降雨集中在夏季6～9月，属湿润地区。全地区设有具备自动测报功能的雨量站有78个和水位站5个，水文站8个。伊春地区汛期主要集中在6～9月，洪水暴涨暴落，洪峰持续时间短。汛期常出现突发性强降雨，防山洪预警任务较重。

3 自动测报系统在伊春地区的运行情况

水文自动测报系统在伊春地区已经建成8 a，运行情况稳定，时实监测预报起了很大的作用。为防洪抗旱提供了有力的保障。

3.1 伊春地区自动测报通讯图

伊春地区自动测报通讯见图1。

图1 伊春地区自动测报通讯图

3.2 系统硬件配置

系统遥测站终端设备包括传感器、发射机、调制器、终端机、接口设备、天线和电源（电源均采用蓄电池和太阳能电池浮充供电）等。中心站设备包括天线、接收设备、调制解调设备、前置处理机、计算机等。

3.3 系统软件功能

1）系统初始化：对新建系统的站号、站名、测站属性、水位计类型、水位基值、水位上限、水位下限及终端机等参数进行初始化设定。

2）通信状态显示：监视与遥测站的通信状况，显示原始信息及处理后的有关水文数据，动态报警显示和查看报警。

3）数据自动接受及显示、存储：系统通过超短波、GSM及PSTN通信方式自动实时接受遥测终端设备发送的自报数据、定时报数据及召测数据、固态数据，将接收到的实时信息即时显示，并通过解析、处理存储在ACCESS及SQL SERVER数据库中。

4）远程数据修改：监测中心可以向遥测终端发送定时报时段、雨量加报阀值、水位加报阀值等参数进行修改，系统可以由用户操作向测站以不同通讯方式下发召测命令。

5）远程固态数据提取：系统下发命令读取遥测终端固态存储器中的所有数据或任意时段的部分数据，系统可以由用户操作向测站以不同通讯方式下发召测命令。

6）实时数据显示：接收到各遥测站的实时数据后，前置机进行正误性判别，消去误码.实时测报和存储各个遥测站点的水位、流量等水情信息并以表格的形式显示出来;流域图则显示出流域及各测站的动态水情，包括该站的时段降雨总量、平均雨量、最大雨量等参数。

7）数据查询：可按单站、多站、查询起止时间、不同时段来查询上述记录及历史曲线及历史数据查询。

8）系统管理：由时间设置、测站参数设置、系统参数设置等几个子模块构成，其特点是可远程修改各测站相关参数，完成中心站对遥测站的实时管理。

9）从监控中心工作站自动读取水位、流量数据，并根据用户设定从数据库中读取某时间段内的水位、流量数据生成各种日报表、月报表、年报表。

4 伊春地区应用水文自动测报系统优势分析

1）使各项水文资料从原始数据录入到最终形成档案资料实现了自动化，工作效率和质量大大提高，争取了防洪抗灾时间，降低发生洪涝灾害的风险。

2）减轻了工人的劳动强度，运行测报系统后，原本由各基层分别上报的实时数据，集中到了监测系统中心控制室和各领导部门的计算机的屏幕上，增强了实时性，使操作人员和领导干部随时了解全伊春地区的水文实时数据.

3）经过自动测报的数据与人工的对比以后得知数据的可靠性和实时性大大增强了，并方便管理，测报系统对整个伊春地区进行全方位的监控，实时数据每60 s就更新一次，使领导能快捷地了解全伊春的实时的降水与水位的信息，为防洪抗旱争取了宝贵的时间提高了时效性和可靠性。

5 伊春地区应用水文自动测报系统存在问题剖析

自动测报系统虽然解决了时实水情变化监测，提高了工作效率，简化了工作程序，但是自动测报也有很多的不足，比如水情自动测报维护不方便，大多数的监测雨量站都处于偏远的山区和林场内，如果出现故障难以及时排除.由于安装的设备大都地处山区，系统设备的安全就难以保障，经常会出现系统设备丢失等现象。当系统的电力供应或设备出现异常情况时，水雨情数据往往无法发送，甚至全部丢失，伊春地区位于小兴安岭腹地，流域内多属高山峡谷分布的山地地貌特征，系统传输质量受其影响稳定性要比平原低，各软件联通环节过多出现问题短时间难以快速解决。

6 伊春地区完善测报系统应用的建议性改进方法

1）对于伊春特别地形地貌来说水文自动测报应该挑选离城区较近，交通方便而且具有代表性的地区布设系统，这样维护起来比较方便快速而且出现故障能及时排除，为抗洪防汛争取宝贵的时间。

2）由于伊春地区位于小兴安岭腹地，传输信号不稳定。建议在信号稳定，通信正常的情况下，在分中心下载数据，进行备份，避免数据的丢失。也可以换成电台传输，电台稳定不会因为出现恶劣天气而出现通讯问题。

3）信息传输系统的可靠性必须要有检测措施，中心站管理人员必须随时检查定时信号，有无测站信号中断。同时在测站应具有补救方案，如系统建设过程中要考虑测站有无通话功能等，当测站发现本站设备出现故障，应起用补救方案及时将水雨情信息报告中心站。

4）应针对分中心自动测报软件容易出现故障这一缺点，应对自动测报软件进行备份，做为应急时使用，还应对自动测报出现故障做出应急方案，如出现软件失效等现象使用备用软件完全替换使自动测报能快速有效的恢复工作，起用应急方案及时将水雨情信息报告省防汛水情中心。水文自动测报属水文领域新兴技术，在使用过程中还要不断的补充和完善才能更好的发挥其作用。

[1]北京燕禹水务科技有限公司.雨水情自动测报系统用户手册[R].北京：北京燕禹水务科技有限公司，2007.