吉林省水文监测及洪水预报综合平台系统研发

赵晶东 ，许冬梅

（1. 吉林省水文水资源局，吉林 长春 130022；2. 吉林省水文水资源局长春分局，吉林 长春 130022）

0 引言

由于水文业务的实时性，吉林省水文系统的信息化程度急需提高，为了全面加强吉林省水文监测及洪水预报服务能力的建设，切实将水文水资源综合信息集中在统一的信息平台上，吉林省水文水资源局提出建设“吉林省水文监测及洪水预报综合服务平台建设工程”，以提升吉林省水文监测及预报服务水平，满足现代水文业务的需求，为水利事业建设、社会经济发展提供高效可靠的水文信息支撑。

吉林省水文监测及洪水预报综合服务平台（以下简称平台）的研发，是为了整合全面的水文信息，集成现有和将有的全部水文业务软件，为水文业务人员提供全部所需的业务信息源和相关操作处理模块，推进吉林水文的信息化建设。在此平台上，决策者们可以更直观地获得决策所需的常规水文信息，也可以通过平台视察水文及水资源等情势的实时变化情况，掌握最新动态和变化趋势，为防汛抗旱决策提供及时、准确的信息支撑。各级业务人员通过统一的信息化平台进行水文业务操作，替代或部分替代传统的纸质办公方式，使水文业务中各种决策及报告的上传下发的速度得到提升，提高水文系统的办公效率和决策指令的及时性。充分考虑水文业务中的预警预报工作，通过信息化平台自动计算相关数据，及时提醒值班人员，并能通过短信邮件等形式快速通告，实现预警预报自动化、常态化，使水文信息对人民群众的生产生活起到实质性的作用，全面提升水文行业的服务能力。

1 吉林省水文测报能力现状

吉林省水文系统共有 1807 处水文站点，其中，107 处水文站，14 处水位站，284 处委托雨量站，4 处径流实验站，1285 眼地下水观测井，113 个水质监测断面。已建成入网的雨量遥测站 397 处。在建中小河流水文监测系统规划建设雨量站 1649 处，水文站 80 处，水位站 87 处。以上各类站点分布在松花江、图们江、鸭绿江、辽河、绥芬河等 5 大流域的江河上。

水文工作是国民经济建设和社会发展中的基础，负责水文水资源、水环境监测和行业管理等工作。只有充分利用现代化信息技术和水文信息资源，提高水文信息资源的应用水平和共享程度，才能进一步提升水文行业的技术和管理水平，适应和满足国民经济建设、社会发展和新时期治水思路对水文行业的新要求。水文信息化，不仅是物质基础、技术手段的信息化，更是思维、思想方式的信息化。

2 吉林省水文监测及洪水预报综合服务平台建立

2.1 平台结构设计

吉林省水文监测及洪水预报综合服务平台采用B/S[1-5]和 C/S 模式设计，总体采用 B/S 模式实现访问，部分功能采用 C/S 模式，部分功能采用后台服务模式实时运行，地图数据以 WebGIS 方式访问，用户使用浏览器能够完成所有操作。

整体建设分为采集、传输、数据、应用支撑、应用系统、监视预警 6 个部分。在这 6 个部分的基础上以“四台一库”的平台整体支撑结构，“四台”是指提供 4 个支撑平台为水文综合信息平台提供全方位支撑，包括数据、地理信息、应用、移动 4 个支撑平台；“一库”是将广义的水文数据甚至气象、多媒体数据等都集中在统一的数据标准体系下，实现数据统一标准、管理。

采集部分提供水文的基础、实时、监测、经济效益等信息；传输部分提供中心到测站、中心各部门间，以及各级水文局间的网络通信；数据部分包括雨水情、水质、水资源、空间等专业数据库，通过数据交换系统完成跨库和系统的数据共享，并提供和国土、气象部门，以及省流域和中央的数据共享和交换；应用支撑部分提供通用的应用、基本的工作流、GIS 等服务；应用系统部分提供监视预警、雨水情、墒情、地下水、水环境等信息及信息发布；监视预警部分提供综合预警，以及各个专业的监测信息的实时预警。

水情、墒情、水资源、水环境模块提供相关的专业数据的维护查询及报告生成等功能，针对不同业务，提供不同的功能模块支持。吉林省水文监测及洪水预报综合服务平台如图 1所示。

2.2 平台监视预警系统

吉林省水文监测及洪水预报综合服务平台业务系统，部署于省水文局，面向全省社会公众及下级水文单位提供服务。根据系统面向的用户及功能，分为水文综合监视预警、水情信息服务、防汛抗旱决策支持、水文测验管理、旱情监测与分析、水环境监测评价、地下水监测与服务、水文站网管理、遥测站运行维护管理、水文资料整编管理、水情视频监控等 11 个子系统。

水文监测预警系统可以对吉林省可能发生或者正在发生的汛情、险情、灾情进行实时动态监测，全面提高防汛抗洪工作的有效性和可靠性，对减少洪水灾害、缓解防洪压力、保障人民生命财产安全具有重要作用，因此预警监视系统的重要性不言而喻，为此着重分析预警监视系统。

平台预警监视系统[6-9]，在 GIS 平台上，展现各种告警信息，并对主要水文业务实现滚动监视。所有业务系统都在此提供操作接口，形成一个统一平台。系统根据 LDAP（轻量目录访问协议）中定义的用户权限信息，开放相应的服务，同时为将来新的业务系统，提供方便的扩展接口。

图1 吉林省水文监测及洪水预报综合服务平台图

系统根据当前实时降雨、水位、水环境、水资源等信息，以方便快捷、直观醒目、图文并茂的方式，实时监视，具有自动报警显示的功能。

预警系统实现对实时雨水情、流域实时预警情况的监控，当出现严重汛情时，通过预先设定的时段雨量、河道水库水位的报警值，自动根据设定的条件判断是否产生报警。利用推送技术在地图上以闪烁、动态文字、声音等方式提示预警，用户可以及时获取出险地点的位置和相关信息。

2.2.1 雨情信息系统

实时雨情监视可分别按照累计、时段、日雨量进行监视，并且在 GIS 平台展示时根据各个站点降雨量的量级（可配置）用不同颜色区别显示。其中按累计雨量实时监视显示各雨量监测站早晨 8 时以来（可自定义）的降雨量；按时段监视可查询显示区域时段内的雨量、平均雨量、最大雨量、各站降雨过程柱状图及数据表，并显示所查询区域的雨量站总数、雨量强度统计等；显示查询全区域降雨等值线、面图。

2.2.2 水情信息系统

实时显示各水文站当前水位[10]、流量变化趋势，超警戒、保证情况等，并提供当前水位示意图；显示选定区域内任意时段的各站水位、水势、流量，超警戒、保证情况，以及显示水位、流量过程线等。

实时显示各水库当前水位、水位变化趋势、超汛限情况等，并提供当前水位示意图；显示选定区域内任意时段的各水库水位、水势、超汛限情况、坝高等，以图形方式显示水位、流量过程线。

2.2.3 墒情信息系统

根据土壤含水量判断干旱程度，在 GIS 地图上，通过不同颜色区分显示，通过墒情分布等值面图在地图上宏观监视全省墒情的变化情况，通过指定查询得到的数据列表监视具体某个测站的墒情变化过程。

2.2.4 水质信息系统

根据 GB3838－2002《地表水环境质量标准》，在地图上对各测站进行标注，针对超标项目采用不同颜色字体进行提醒。将地表水水质评价以 Ⅲ 类地表水标准值作为水体是否超标的限值，实时监视水环境超标的测站。

2.2.5 地下水信息系统

根据 DZT0133-94《地下水动态监测规程》，对吉林省内地下水各项指标进行实时监测预警，并依托GIS 平台在省地理信息范围内实时展示监视成果。

2.2.6 视频信息系统

利用水情视频监控系统的视频数据，基于电子地图实现某重点站点的视频信息实时监视，可以清晰地展现河段上下游监控的状态，方便管理视频信息，做到指哪里监控哪里，用哪里调度哪里。更加及时地掌握河流的即时信息，为防汛抗旱指挥提供视频信息支持。

2.2.7 水情信息服务系统

水情信息服务系统以 GIS 展示为基础，利用数据库和网络等技术进行空间与雨水情数据的存储、处理、检索、查询，在空间与雨水情数据支持下，实现水情信息监视和自动预警的软件系统涵盖了从值班到预警再到会商的全部水情服务。

水情信息服务系统主要分为水情值班、水情查询、中小河流监控、山洪预警、洪水预报、水情会商、资料整编和国际报汛等子系统。

2.3 水文信息公众服务网

水文信息公众服务网是针对社会公众实时发布水文、水环境、水资源、地下水、水情等信息的公共服务网站。依托现有的水文网站，整合数据资源，提供数据共享，适当增加功能、栏目及图形化界面，主要为发布水文基本知识，发布天气预报、卫星云图等气象信息，提供针对公众的基于二维地图的实时雨水情、水质、突发事件及预警等的信息，以满足不同用户对信息资源的需求。在现有的省局对外信息公众网基础上改造，加入实时雨水情、旱情、水环境、地下水等信息发布模块，每个模块都适用于自动兼手动发布，发布内容除自身业务内容外还包括该业务的预警预报信息。

通过监视预警系统的建设开发，可显著改善吉林省水情监测预警水平，提高水文信息化及现代化程度；重点加强预警预报系统建设，提高洪旱灾害预测预报能力，逐步使吉林省的水情工作重点由情报工作向预警预报工作转变；提高信息集中化程度，整合各部门现有分散孤立的信息资源到统一的综合信息平台上，从而提高信息共享程度。同时业务服务范围进一步拓展，针对地下水监测、水环境监测、水资源管理、站网管理等方面积极开展相关平台应用软件开发，通过信息化建设逐步带动水情相关服务职能的提升，转变工作理念，提高对外服务能力，推进吉林省水文信息化及现代化建设工作。

3 结语

由于吉林省水文监测及洪水预报综合服务平台的建设涉及广泛，覆盖了整个水文水资源业务，同时还包括与其他部门的协调（如气象信息共享等）、规范的制定、安全体制的制定、支撑平台的建设、系统软件的开发、机房建设的设备选型、安装调试、系统集成等多个环节，建设周期为 18 个月。已于 2013 年汛期前完成中心机房基础环境，水文信息公众服务网，以及水文综合预警监视、水情信息服务、水文站网管理、遥测站运行维护管理、移动应用、水文视频监控等系统的建设，在 2014 年6 月前将完成旱情监测与分析系统、水环境监测评价系统、地下水监测与服务系统、综合办公平台的建设，以及水文测验、水文资料整编管理系统的建设，并且完成所有系统间的集成工作。

通过吉林省水文监测及洪水预报综合服务平台的建设，可实现省水文局与水文分局或水情分中心对站网的分级管理，实现信息共享，满足站点管理信息的数字化、可视化等要求，保证站点信息的时效性和一致性，具备水文应急测报信息支持功能。站网管理系统为优化水文站网布设，提高站网管理水平，提供迅速、全面的信息支持。在发生突发性公共水事件时，可迅速提供事件所在地的江河流域情况、附近监测站点及监测数据信息、水利工程情况等，为开展应急测报提供服务，使吉林省水文站网管理水平上一个新台阶。

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