胡鳳啟，樊要玲

（1.開封水文水資源勘測(cè)局，河南 開封 475001; 2.華北水利水電學(xué)院，河南 鄭州 450011）

0 引言

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)及時(shí)、準(zhǔn)確的水文預(yù)報(bào)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。 建設(shè)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)是一項(xiàng)投資少、工期短而十分有效的防洪非工程措施。 我國自20 世紀(jì)70 年代末開始建設(shè)自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，從引進(jìn)、消化、吸收，到自行開發(fā)研制，經(jīng)歷了從起步到定型，再到推廣應(yīng)用、到技術(shù)升級(jí)的發(fā)展歷程。 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和信息化程度的不斷提高，自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)將會(huì)發(fā)揮越來越重要的作用，建設(shè)越來越多的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，必將成為預(yù)防和應(yīng)對(duì)突發(fā)災(zāi)害的重要手段。

1 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的組成及功能[1]

1.1 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的組成

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)是指利用遙測(cè)、通訊、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代高科技手段，實(shí)時(shí)完成流域（或地區(qū)）固定或移動(dòng)站點(diǎn)的降水量、蒸發(fā)量、水位、流量、水質(zhì)、水資源等數(shù)據(jù)的采集、傳輸、加工處理和報(bào)送的信息系統(tǒng)。 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)由收集、傳遞和處理水文實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的各種傳感器、通訊設(shè)備和計(jì)算機(jī)等裝置組合而成。 分成遙測(cè)站、信息傳輸通道和中心控制站（簡(jiǎn)稱中心站）三部分。

1.2 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的功能

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)主要用于防汛和水利調(diào)度，在小流域范圍內(nèi)只需幾分鐘時(shí)間即能完成數(shù)據(jù)收集和處理，及時(shí)提供重點(diǎn)河段、水庫的雨情水情。 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)技術(shù)綜合了水文、電信、傳感器和計(jì)算機(jī)等多學(xué)科領(lǐng)域的有關(guān)成果和技術(shù)，技術(shù)要求高且復(fù)雜。 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)網(wǎng)是若干個(gè)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的有機(jī)聯(lián)網(wǎng)，能最大限度地實(shí)現(xiàn)各種水文信息的共享，提高水文預(yù)報(bào)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

2 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的發(fā)展概況及存在問題

2.1 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的發(fā)展概況

美國和日本是較早重視水文自動(dòng)測(cè)報(bào)技術(shù)的國家，在20 世紀(jì)60 年代就進(jìn)行測(cè)報(bào)技術(shù)的研究和開發(fā)，其產(chǎn)品和技術(shù)在70 年代后期逐漸成熟，并進(jìn)入國際市場(chǎng)。 在20 世紀(jì)80 年代初，一些發(fā)達(dá)國家就對(duì)大江大河進(jìn)行大范圍地自動(dòng)化綜合管理，組建了水文自動(dòng)測(cè)報(bào)網(wǎng)。 美國已把全國重要防洪地區(qū)和流域的信息匯集起來， 建成龐大的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)網(wǎng)。日本已建成以建設(shè)省為中心的對(duì)全國一級(jí)河流和大壩實(shí)行統(tǒng)一集中管理的系統(tǒng)[2]。

我國的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)從20 世紀(jì)70 年代末起步，80 年代初期為引進(jìn)階段，1985 年以后為國產(chǎn)設(shè)備研制、定型階段，90 年代為推廣應(yīng)用階段。經(jīng)過近20 年的推廣應(yīng)用，隨著計(jì)算機(jī)、通信和儀器等相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的突破，自動(dòng)測(cè)報(bào)技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在全國各大、中型流域先后建成一批大型的技術(shù)先進(jìn)的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)對(duì)水資源管理、水電廠的優(yōu)化調(diào)度和增發(fā)電能、防洪決策發(fā)揮了巨大的作用。

2.2 我國水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)存在的問題

我國已建成的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)大多數(shù)局限于中、小流域或大流域的某一區(qū)段，多數(shù)是自成為一個(gè)不開放的封閉單元，且有許多自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)只停留在信息采集階段，并不能進(jìn)行聯(lián)機(jī)預(yù)報(bào)，所以稱之為“水情數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”更確切。 目前國產(chǎn)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)主要存在以下問題：

（1）缺乏系統(tǒng)性規(guī)劃和科學(xué)論證。 缺乏流域性、系統(tǒng)性的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃，或有規(guī)劃卻沒有得到嚴(yán)格執(zhí)行，各地、各部門在建設(shè)時(shí)只考慮本地、本部門的需要，甚至出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)。 系統(tǒng)一旦建設(shè)，就又倉促上馬，缺乏科學(xué)論證。

（2）知識(shí)老化，設(shè)計(jì)落后，標(biāo)準(zhǔn)不一致。 由于我國測(cè)報(bào)系統(tǒng)起步晚，而系統(tǒng)又涉及水文、通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、儀表等多學(xué)科知識(shí)，一家單位全面掌握這一技術(shù)、單獨(dú)承建困難，常需要幾家聯(lián)合才行。各系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)、通訊編碼、設(shè)備選型和性能要求不盡一致，系統(tǒng)設(shè)備不能兼容，給系統(tǒng)的維護(hù)和聯(lián)網(wǎng)造成困難。

（3）水文預(yù)報(bào)方法、手段和測(cè)報(bào)網(wǎng)的建設(shè)嚴(yán)重滯后。 現(xiàn)在建成的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)在信息的采集和傳輸上的先進(jìn)性是無可置疑的。 但是在水文作業(yè)預(yù)報(bào)的方法手段上， 由于流域水文情況的復(fù)雜性，預(yù)報(bào)方案的精度往往難以滿足實(shí)際需要。 目前水利部門大多數(shù)的測(cè)報(bào)系統(tǒng)都尚未聯(lián)網(wǎng)，遙測(cè)數(shù)據(jù)不能為各部門所共享，沒有充分發(fā)揮各系統(tǒng)的功能和效益。

（4）行政干預(yù)和不正之風(fēng)干擾嚴(yán)重。 許多測(cè)報(bào)系統(tǒng)沒有廣泛征求專家意見，少數(shù)測(cè)報(bào)系統(tǒng)雖有這一程序，也是象征性的走過場(chǎng)，主要還是由上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)拍板。 由于管理體制方面的原因，許多測(cè)報(bào)系統(tǒng)交給了不具備能力的單位承建。 有的單位不采用招投標(biāo)方式進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)；有的即使招投標(biāo)，也是流于形式，常常是照顧關(guān)系為上；有的則只顧追求利潤，不顧質(zhì)量，粗制濫造。

3 加強(qiáng)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)管理

3.1 加強(qiáng)論證，建立模型

為提高水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)管理、科學(xué)論證、統(tǒng)籌規(guī)劃，明確目的、嚴(yán)格程序。 每一個(gè)水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在建設(shè)之前，建設(shè)單位必須要弄清建設(shè)的目的，在明確目的基礎(chǔ)上，搞清需要多長的預(yù)見期及預(yù)報(bào)精度，選用不同的預(yù)報(bào)方法和合適的預(yù)報(bào)模型，根據(jù)不同的預(yù)報(bào)模型，進(jìn)行遙測(cè)站網(wǎng)的論證，確定遙測(cè)站網(wǎng)的布設(shè)方案。 為了更好地發(fā)揮水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的作用，還需要針對(duì)不同的流域特性，建立起更加完善的預(yù)報(bào)模型，進(jìn)一步提高實(shí)時(shí)聯(lián)機(jī)洪水預(yù)報(bào)的水平。 隨著科技的發(fā)展，進(jìn)行流域內(nèi)相關(guān)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)、實(shí)現(xiàn)信息共享已成為可能，而且是十分必要的。

3.2 協(xié)調(diào)關(guān)系，遵循程序

在協(xié)調(diào)各方關(guān)系的基礎(chǔ)上，水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)遵循以下程序[3]：

（1）在廣泛調(diào)查的基礎(chǔ)上，提出“項(xiàng)目建議書”，包括建設(shè)目的、大致規(guī)模、可能效益、工程進(jìn)度、投資匡算及可行性論證等。

（2）在獲得立項(xiàng)批準(zhǔn)后，提出設(shè)計(jì)任務(wù)書，詳細(xì)寫明用戶的具體要求，例如系統(tǒng)的功能、遙測(cè)的項(xiàng)目、水情預(yù)報(bào)的精度及預(yù)見期、是否包括調(diào)度與控制、系統(tǒng)的可靠性等，并呈報(bào)上級(jí)主管部門。

（3）用戶應(yīng)預(yù)先對(duì)國內(nèi)有影響的測(cè)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查研究，了解系統(tǒng)的承建單位、設(shè)備廠家、工期、造價(jià)、使用效果及存在的問題。 然后選擇有經(jīng)驗(yàn)的單位對(duì)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的水文遙測(cè)站網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃論證，使之最優(yōu)化。

（4）在水文遙測(cè)站網(wǎng)論證的基礎(chǔ)上，由用戶選擇有經(jīng)驗(yàn)的單位研究水情信息傳輸?shù)目赡苄裕_定通信方式，進(jìn)行通信信道設(shè)計(jì)，并提交設(shè)計(jì)報(bào)告。

（5）在可行性研究的基礎(chǔ)上，用戶與主管部門應(yīng)初定承建單位，由其進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。

（6）由初定的承建單位進(jìn)行測(cè)報(bào)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，完成之后，由上級(jí)主管部門邀請(qǐng)有關(guān)單位及專家開會(huì)審查。 審查通過之后，應(yīng)采取招投標(biāo)方式，正式?jīng)Q定承建單位。

（7）用戶與承建單位簽訂有關(guān)合同，包括總體設(shè)計(jì)中的技術(shù)要求、設(shè)備、材料、勞務(wù)價(jià)格清單等。并進(jìn)行安裝、考核、驗(yàn)收、保修、培訓(xùn)等各項(xiàng)具體安排。

（9）測(cè)報(bào)系統(tǒng)建成后，按照部頒標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)經(jīng)過一個(gè)汛期的考核試運(yùn)行。

（10）考核試運(yùn)行結(jié)束后，如基本達(dá)到總體設(shè)計(jì)及合同要求，則可由上級(jí)主管單位召開鑒定或驗(yàn)收會(huì)。

（11）在驗(yàn)收后，承建單位一般應(yīng)再為用戶保修一年。 保修期滿后，仍承擔(dān)維護(hù)責(zé)任，但用戶應(yīng)支付必要的費(fèi)用。

4 結(jié)語

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)技術(shù)，在水庫工程和中小流域防洪水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)仍將以超短波通信方式為主。 衛(wèi)星通信用于水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)將有更大的發(fā)展，將區(qū)域內(nèi)獨(dú)立系統(tǒng)連接起來，實(shí)現(xiàn)水文信息共享方面應(yīng)有所突破。 我國河流和水利水電工程眾多，已經(jīng)建立水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的大中型水庫還不到總數(shù)的1/4，應(yīng)加大投入、盡早建設(shè)，使這些工程在防洪減災(zāi)和水資源充分利用中發(fā)揮更大的作用。

[1] 張建云， 唐鎮(zhèn)松， 姚永熙. 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京：中國水利水電出版社，2005：1-10.

[2] 劉雙林，鄭念發(fā). 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)新技術(shù)及應(yīng)用[J]. 水利科技與經(jīng)濟(jì), 2009(8):731-733.

[3] 水利部水利信息中心，SL61-2003， 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S]. 北京：中國水利水電出版社，2003：8-14.