沈桂環(huán)

（陜西省水文水資源勘測(cè)局，陜西 西安 710068）

1 陜西省水情信息自動(dòng)化建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 水情站網(wǎng)基本情況

截至 2010年5 月，陜西省境內(nèi)共有水情站 513 處，其中，省水文局直接管理的 309 處，市防汛辦管理的 151 處，委托黃委及其它機(jī)構(gòu)管理的 53 處。水情站中，省屬水文站 84 處，水位站 11 處，雨量站 339 處，水庫(kù)站 26 處，墑情監(jiān)測(cè)站 41 處，水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面 24 處，蒸發(fā)站 52 處，分布于全省各主要江河水系，陜西省站網(wǎng)現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)如表1所示。

有正式預(yù)報(bào)任務(wù)的測(cè)站 26 處，預(yù)警預(yù)報(bào)站 35處；全省受洪水威脅的縣（市）及水利旅游風(fēng)景區(qū)51 處開(kāi)展了洪水預(yù)警預(yù)報(bào)工作。

表1 陜西省水情站網(wǎng)現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)表

1.2 水文系統(tǒng)水情信息自動(dòng)化建設(shè)概況

水情信息自動(dòng)化系統(tǒng)包括信息采集、通信和網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息服務(wù)支持等 3 個(gè)系統(tǒng)。

1.2.1 信息采集系統(tǒng)

《國(guó)家防汛指揮系統(tǒng)一期工程水情分中心建設(shè)》項(xiàng)目加快了陜西省水情信息化建設(shè)步伐，漢中、寶雞、西安、渭南等分中心相繼建成并投入使用，使陜西省水文系統(tǒng)水情信息采集有了較快發(fā)展。在已建成的水情站網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)水情信息自動(dòng)采集傳輸?shù)乃檎竟?75 站，其中，水文（位）站 42站，占省屬水文（位）總數(shù)的 50 %；雨量站 29 處，占報(bào)汛雨量站數(shù)的 15.4 %； 4 處水庫(kù)站實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，占 26 座大型、中型重點(diǎn)水庫(kù)的 15.4 %；各市級(jí)防汛部門 151 個(gè)雨量站全部實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

1.2.2 通信和網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

水文部門自動(dòng)化采集站全部采用 GPRS/GSM 通信，拓石、朱園等站同時(shí)采用了衛(wèi)星應(yīng)急通道。陜西省水文系統(tǒng)計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)起步較早，目前已初步建成局域網(wǎng)和以 2M 帶寬光纜網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南到y(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，建立了陜西水文視頻會(huì)商系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了與省防汛辦、各水情分中心視頻聯(lián)通，確保了特殊水情及預(yù)報(bào)會(huì)商信息的及時(shí)傳遞。

1.2.3 信息服務(wù)與支持系統(tǒng)

信息服務(wù)與支持系統(tǒng)是建立在信息采集、通信和網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為防汛抗旱和水資源管理提供最終服務(wù)的核心，主要由水情信息分析查詢、預(yù)報(bào)、信息發(fā)布應(yīng)用等組成。

陜西省水情信息分析系統(tǒng)利用水情數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)時(shí)水情信息，采用 SQL Severs 7.0 數(shù)據(jù)庫(kù)，庫(kù)表結(jié)構(gòu)執(zhí)行 SL323-2005《實(shí)時(shí)雨水情水文數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)》。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通過(guò)開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)連接方式，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)水情的查詢檢索、動(dòng)態(tài)更新、輸入、輸出等功能，以柱狀圖和等值線等圖形、圖像及表格方式在網(wǎng)上加以查詢顯示，并具有超警戒水位報(bào)警、特征統(tǒng)計(jì)等多種功能。全省水情特征分析 10～20 min 內(nèi)即可完成，有較好的實(shí)時(shí)性。同時(shí)具有查詢歷史暴雨洪水信息及數(shù)據(jù)庫(kù)中各種相關(guān)基礎(chǔ)信息的功能[1]。

陜西省洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)是在中國(guó)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的，采用與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)連接方式，縮短了洪水預(yù)報(bào)信息收集、計(jì)算、分析和制作時(shí)間，增長(zhǎng)了預(yù)見(jiàn)期，為作業(yè)預(yù)報(bào)預(yù)警信息自動(dòng)化奠定了良好的基礎(chǔ)。

水情信息自動(dòng)化建設(shè)，極大提高了水情信息的時(shí)效性和可靠性，據(jù)統(tǒng)計(jì)，水情信息自動(dòng)化建設(shè)后，20 min 內(nèi)信息傳輸率從 75 % 提高到 90 % 以上，為防汛抗旱決策和水資源管理提供了有效的技術(shù)支撐和基礎(chǔ)保障。按國(guó)際通用的水文減災(zāi)效益為洪澇災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失的 10 % 方法計(jì)算，椐不完全統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)水文情報(bào)預(yù)報(bào)的減災(zāi)效益為 3.356 億元，本系統(tǒng)減災(zāi)效益應(yīng)達(dá) 1.250 億元。

1.3 相關(guān)單位防汛信息自動(dòng)化建設(shè)情況

受隸屬關(guān)系、投資等各種因素影響，除水文系統(tǒng)外，目前全省各市同步建設(shè)了防汛信息化系統(tǒng)，具體情況如下：漢中、安康、商洛 3 市防汛辦建設(shè)了 200 個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)雨量站，建立了省、市、縣（區(qū)）3 級(jí)防汛部門和水情分中心雨情信息“一發(fā)四收”的監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)系統(tǒng)；延安、西安市防辦自籌資金建設(shè)了 283 個(gè)水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)和市、縣（區(qū)）2 級(jí)共享的信息服務(wù)系統(tǒng)；以省財(cái)政投資為主，先后建立了銅川市漆水河、寶雞市金陵河和榆林市榆溪河雨水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)。

全省大型、重點(diǎn)中型和陜北 3 大庫(kù)壩群 39 個(gè)水庫(kù)管理單位建立了雨水情自動(dòng)測(cè)報(bào)與洪水調(diào)度系統(tǒng)，庫(kù)容在 50 萬(wàn) m3以上的 331 座小型水庫(kù)配備了雨量、水位觀測(cè)和報(bào)汛通信設(shè)施。

氣象部門共建成 1329 個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象觀測(cè)站，全省區(qū)域站覆蓋范圍達(dá) 75 % 以上，2 站間距約10 km。已建成 6 個(gè)多普勒天氣雷達(dá)系統(tǒng)，同時(shí)還有 10 個(gè) 711 和 713 數(shù)字化天氣雷達(dá)分布在全省各地市。

2 水情信息自動(dòng)化建設(shè)存在的主要問(wèn)題

在水情信息自動(dòng)化建設(shè)步伐加快的同時(shí)，存在的問(wèn)題也逐步表現(xiàn)出來(lái)。

2.1 缺乏統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和規(guī)劃

水情信息自動(dòng)化是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其建設(shè)涉及省級(jí)水文機(jī)構(gòu)和相關(guān)單位。水情信息自動(dòng)化建設(shè)本應(yīng)該在統(tǒng)一規(guī)劃的基礎(chǔ)上，按照各單位職責(zé)各司其職、各負(fù)其責(zé)，以確保整體有序推進(jìn)。

但因沒(méi)有針對(duì)全陜西省水情信息自動(dòng)化建設(shè)的統(tǒng)一規(guī)劃，出現(xiàn)了各自為政，站點(diǎn)重復(fù)建設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一和數(shù)據(jù)矛盾，給科學(xué)決策造成困難。特別是應(yīng)用系統(tǒng)重復(fù)開(kāi)發(fā)浪費(fèi)了建設(shè)和維護(hù)資金，造成了大量的資源浪費(fèi)，降低了資金的使用效率。

2.2 水情信息分散不利于整合

信息資源的有效利用是水情信息自動(dòng)化建設(shè)的核心任務(wù)。水情信息自動(dòng)化建設(shè)項(xiàng)目受資金來(lái)源、業(yè)務(wù)權(quán)限和單位利益的影響，導(dǎo)致省內(nèi)各單位水情信息自動(dòng)化項(xiàng)目缺乏關(guān)聯(lián)性，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不統(tǒng)一，不利于今后水情信息資源整合。除防汛部門與水文系統(tǒng)資源能實(shí)現(xiàn)共享外，其它資源相互獨(dú)立，分散在不同的地市與系統(tǒng)，隸屬不同部門，資源共享程度低，系統(tǒng)間不能互通，全省水情信息自動(dòng)化資源整合非常困難。

將省內(nèi)各單位信息資源實(shí)現(xiàn)有機(jī)整合，達(dá)到信息共享是陜西省水情信息自動(dòng)化建設(shè)目前急需解決的重要問(wèn)題。

2.3 實(shí)施方案編制針對(duì)性不強(qiáng)

主要表現(xiàn)在以下方面：

1）思想認(rèn)識(shí)不到位。觀念上的“重建輕管”，對(duì)水情信息自動(dòng)化思想認(rèn)識(shí)不到位，沒(méi)有擺脫長(zhǎng)期以來(lái)形成的傳統(tǒng)工作模式，知識(shí)更新跟不上；硬件、軟件的資金投入比例失調(diào)，觀念上總認(rèn)為花錢買設(shè)備應(yīng)當(dāng)，花錢買軟件冤枉，更不愿意花大錢進(jìn)行系統(tǒng)性的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)。結(jié)果造成軟件水平低下，服務(wù)手段跟不上，硬件資源浪費(fèi)。

2）自計(jì)水位傳輸設(shè)備受中泓擺動(dòng)影響，在平枯水時(shí)無(wú)法接收到有效信息。配套軟件功能不全，設(shè)備軟硬件維護(hù)程序煩瑣，操作界面零散，測(cè)站人員難以掌握。

3）分期建設(shè)的儀器設(shè)備規(guī)格型號(hào)、性能等不統(tǒng)一，致使部分設(shè)施設(shè)備不兼容，給信息采集、傳輸帶來(lái)不便，維護(hù)成本高；部分設(shè)備儀器在使用中誤差較大，可靠性不高，精度達(dá)不到水文資料整編要求，替代不了人工觀測(cè)，影響了測(cè)站職工使用新儀器的積極性。

4）自動(dòng)采集的雨量、水位等水情信息數(shù)據(jù)未考慮到水文資料整編的需要，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)水文資料整編格式轉(zhuǎn)換，無(wú)法加工成正式的水文資料成果。

5）運(yùn)行維護(hù)資金嚴(yán)重不足。隨著一些水文信息化重點(diǎn)項(xiàng)目的相繼實(shí)施，對(duì)信息系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理的要求越來(lái)越高、任務(wù)越來(lái)越重，而信息化的運(yùn)行維護(hù)保障機(jī)制尚未健全，維護(hù)管理資金難以落實(shí)，一定程度上制約著水文信息化的健康發(fā)展。

3 水情信息自動(dòng)化建設(shè)的對(duì)策

針對(duì)水情信息自動(dòng)化建設(shè)存在的問(wèn)題，主要應(yīng)采取 6 點(diǎn)對(duì)策。

3.1 統(tǒng)籌安排水情信息自動(dòng)化建設(shè)項(xiàng)目

依據(jù)《中華人民共和國(guó)水文條例》、《陜西省水文管理辦法》賦予陜西省水文局的職責(zé)，明確省水文局為全省水情信息自動(dòng)化建設(shè)管理的主體。由省水文局牽頭編制《陜西省水情信息自動(dòng)化建設(shè)總體規(guī)劃》，統(tǒng)籌安排全省水情信息自動(dòng)化建設(shè)項(xiàng)目，統(tǒng)一規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)，避免重復(fù)建設(shè)，減少浪費(fèi)，共享信息，充分發(fā)揮各地市、單位已建水情信息系統(tǒng)的功能與作用[2]。

規(guī)劃的總體目標(biāo)應(yīng)用 5～10 年時(shí)間建成覆蓋全省的以信息采集系統(tǒng)為基礎(chǔ)，公共平臺(tái)為支撐，信息管理與決策支持系統(tǒng)為核心的防汛抗旱指揮水情信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息采集處理規(guī)范化、自動(dòng)化、數(shù)字化和可視化，為陜西省防汛指揮決策與水資源管理提供科學(xué)依據(jù)和現(xiàn)代化手段，提高陜西省防汛抗旱和水資源管理的效率與效能。

在信息采集方面，統(tǒng)籌兼顧，站網(wǎng)共用，避免重復(fù)建設(shè)。充分利用水文系統(tǒng)站網(wǎng)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)全省水情信息站點(diǎn)統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一技術(shù)平臺(tái)，并考慮采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方案對(duì)監(jiān)測(cè)空白或密度較小區(qū)域進(jìn)行站點(diǎn)補(bǔ)充。

在網(wǎng)絡(luò)通信方面，充分利用省水利廳信息中心-省水文局水情信息中心-各市水情分中心網(wǎng)絡(luò)，各市以水文局水情分中心為節(jié)點(diǎn)，制定與水利（防汛）、氣象、工程等單位之間的互連和數(shù)據(jù)共享方案。

在信息資源整合開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，要遵循標(biāo)準(zhǔn)先行原則。按照《水情信息編碼標(biāo)準(zhǔn)》和《實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、信息采集與存儲(chǔ)格式、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、支撐平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)架，促進(jìn)信息資源共享和系統(tǒng)銜接[3-4]。

在綜合數(shù)據(jù)庫(kù)方面，要求數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)合理，層次分明，信息完整，查詢快捷，以最佳方式組織數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)冗余，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

在業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)方面，運(yùn)用信息資源管理、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和工具提供各類基本應(yīng)用和服務(wù)，主要包括信息服務(wù)、水情監(jiān)視、洪水預(yù)報(bào)預(yù)警、防洪調(diào)度與會(huì)商、防汛抗旱指揮、水資源管理等子系統(tǒng)。

3.2 保障建設(shè)資金投入

水情信息自動(dòng)化建設(shè)能否進(jìn)入良性健康的發(fā)展軌道，能否很好地發(fā)揮整體效能，資金投入是前提。目前，陜西省已建成漢中、寶雞、西安 3 個(gè)水情分中心，安康、延安、商洛等分中心還未建設(shè)。因此，應(yīng)將水情信息自動(dòng)化建設(shè)納入“十二五規(guī)劃”中，通過(guò)“工程帶信息化”等多種手段，積極促進(jìn)水情信息自動(dòng)化建設(shè)，要理順投資渠道，積極爭(zhēng)取未建的水情分中心項(xiàng)目盡快開(kāi)工建設(shè)，并充分考慮區(qū)域內(nèi)水情站網(wǎng)功能和其它系統(tǒng)站網(wǎng)融合；同時(shí)，對(duì)未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的已建分中心的水情站實(shí)施改造升級(jí)，爭(zhēng)取配套資金支持，力爭(zhēng)水情站自動(dòng)化率達(dá) 100 %。結(jié)合目前實(shí)施的《中小河流洪水易發(fā)區(qū)水文監(jiān)測(cè)站網(wǎng)一期工程》，充分利用現(xiàn)有水情信息自動(dòng)化平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)信息整合和共享，以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型和人工智能為基礎(chǔ)，建立水雨情和水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等應(yīng)用系統(tǒng)。

3.3 切實(shí)落實(shí)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理經(jīng)費(fèi)

水情信息自動(dòng)化工作既要有項(xiàng)目建設(shè)資金，又要有系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)資金。因此應(yīng)將已建成投入運(yùn)行的系統(tǒng)維護(hù)管理經(jīng)費(fèi)納入部門年度預(yù)算，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行，發(fā)揮最大效益。

3.4 加強(qiáng)軟件建設(shè)和管理

轉(zhuǎn)變觀念，把軟件建設(shè)擺在與硬件建設(shè)同等重要的位置，與技術(shù)實(shí)力雄厚公司合作，加大軟件開(kāi)發(fā)力度，增加實(shí)時(shí)移動(dòng) PDA 查詢功能，使防汛抗旱決策領(lǐng)導(dǎo)能隨時(shí)隨地掌握水情信息；進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)水情信息的深層次分析研究，多做統(tǒng)計(jì)、對(duì)比分析等工作，使水情信息不僅僅只停留在信息表面，促使水情信息呈現(xiàn)形式更加直觀、實(shí)用，提高工作效能，更好地發(fā)揮水情信息自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)。

豐富水情信息內(nèi)容，為社會(huì)提供更加全面的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。增加土壤墑情、水質(zhì)等信息，使信息更加全面。健全組織機(jī)構(gòu)，完善規(guī)章制度。建立信息化工作的技術(shù)保障機(jī)制，理順工作關(guān)系，充分發(fā)揮信息化專業(yè)部門的作用。

3.5 加強(qiáng)前期準(zhǔn)備和分析研究工作

結(jié)合實(shí)際，充分考慮河道特性和測(cè)站維護(hù)人員可操作性，注重儀器設(shè)備性能，特別是可靠性及精度指標(biāo)，確保建 1 處成 1 處，充分體現(xiàn)水情信息自動(dòng)化站點(diǎn)的優(yōu)越性，切實(shí)減輕測(cè)站職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。對(duì)今后建設(shè)所需的設(shè)備儀器建議采取統(tǒng)一招標(biāo)采購(gòu)方式，并結(jié)合水文資料整編等工作進(jìn)行，保證采集數(shù)據(jù)的精度，解決水情信息資料正式納入到水文資料系列中及設(shè)備儀器型號(hào)性能不統(tǒng)一的問(wèn)題，便于維護(hù)、使用，節(jié)約資金。

3.6 加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)

水情信息自動(dòng)化涉及工程設(shè)計(jì)與管理、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)集成、數(shù)據(jù)庫(kù)、水文信息等技術(shù)，維護(hù)好自動(dòng)化系統(tǒng)，需培養(yǎng)一批既懂水文專業(yè)知識(shí)，又懂計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的人才隊(duì)伍。特別是要加強(qiáng)針對(duì)基層水文站職工硬件維護(hù)及軟件使用的培訓(xùn)，使一線技術(shù)人員能達(dá)到一般故障及時(shí)排除，軟件操作熟練，為水情信息化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

完善穩(wěn)定人才的措施，加強(qiáng)知識(shí)培訓(xùn)，創(chuàng)建有利于技術(shù)人才發(fā)展的良好環(huán)境，建立起 1 支掌握和運(yùn)用信息自動(dòng)化技術(shù)的骨干隊(duì)伍，解決水情信息自動(dòng)化建設(shè)存在的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，促進(jìn)全省水情信息自動(dòng)化建設(shè)健康、可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

水情信息自動(dòng)化建設(shè)在增強(qiáng)防汛抗旱決策和水資源管理的科學(xué)性，加快技術(shù)進(jìn)步，提高經(jīng)濟(jì)效益等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。加快水情信息自動(dòng)化建設(shè)步伐，整合信息資源，實(shí)現(xiàn)資源共享是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)水情信息自動(dòng)化建設(shè)健康快速發(fā)展，為防汛抗旱和水資源管理提供更加強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

[1]水利部水文局. SL323-2005 實(shí)時(shí)雨水情水文數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：中國(guó)水利水電出版社，2005: 29-73.

[2]國(guó)務(wù)院. 中華人民共和國(guó)水文條例（國(guó)務(wù)院令第 496 號(hào)）.[S]. 北京：中國(guó)水利水電出版社，2007: 2-5.

[3]水利部水文局. SL330-2005 水情信息編碼標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：中國(guó)水利水電出版社，2006: 14-93.

[4]水利部水文局. GB/T 22482-2008 水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009: 2-6.