丽水市实时水情WebGIS发布与预警系统的应用分析

叶方红

(丽水市水文站,浙江 丽水 323000)

1 问题的提出

丽水市地处浙江省西南部,多年平均降水量1733 mm,一般在1360～2280 mm,其中4—9月的雨量占全年总量的70%以上。4—6月以梅雨为主,雨量集中,过程雨量大;7—9月以台风雨为主,容易带来大风暴雨。汛期雨水多,容易引发山洪灾害,防汛形势严峻。如何及时快速地获取相关的水情信息并分析出当前的汛情形势为防汛部门提供科学的决策依据,一直是防汛领域研究的一个重要课题。

近年来,丽水市防汛信息化建设虽取得了较大程度的发展,但社会经济的快速发展对丽水市的防汛工作提出了更高的要求,从总体上来看,防汛所需的水情、雨情信息较为分散,难以充分发挥水雨情数据的作用,为此需要对这些分散的水情系统进行集成、管理,形成一个完整的全市水情信息传输网络体系,将全市数据源信息进行有机的整合、组织和结构化处理,为防汛提供更加直观、实时的信息支撑,开发一套基于空间分析技术的汛情形势分析、水情信息查询监视和预警的综合性WebGIS系统是十分有必要的。

2 系统简介

丽水市实时水情WebGIS发布系统采用B/S架构进行开发,用户通过浏览器就能方便查看全市最新的水雨情信息及各站点的历史水雨情信息。该系统采用地图与表格相结合的方式来展示全市的水雨情信息,用户通过该地图就能较清楚地了解各遥测点周边的地形地貌及河道走向等地理信息。同时通过该系统超级用户能对各遥测点进行实时信息和属性信息等的管理维护,保证遥测站上传数据的正确与及时。

丽水水雨情WebGIS发布系统总体结构从功能上可以分为八大主要模块,分别为首页信息展示模块、水雨情信息查询模块、水雨情监视预警模块、水雨情滚动监视模块、水雨情分析模块、系统管理模块、水雨情过程表达模块、短信报警模块。系统总体结构框架如图1所示。利用GIS软件功能模块的强大运算能力和地理空间分析能力,结合水利专业模型,运用WebGIS技术,能实现各项数据的“地图化”发布,实时、动态地进行防汛形势的分析研究,为全市的防汛指挥调度提供多方位的数据参考。

图1 WebGIS系统总体结构框架图

3 系统应用实践

在防汛工作中,特别是在台风期间,作为水情部门,要求及时、准确、直观地向上级部门传送水情信息。丽水市实时水情WebGIS发布与预警系统正是这样的一套能为防汛直接服务的系统,该系统的建设在一定程度上实现了水雨情信息的可视化、形象化和实时化。改变了以往表现信息使用的数字、报表等呆板的形式,以直观可视的图形方式表现数据,而且更重要的是实现了信息的实时化,为上级防汛部门提供更及时、更准确的水雨情信息,为防汛决策争取更多宝贵的时间。

3.1 防汛水雨情信息支撑

防汛的主要工作是根据实时降雨情况运用降雨径流模型等对未来可能发生的情况进行预测预报,然后根据预测预报的结果制定防汛调度预案和方案来进行防洪调度和抢险。该项应用能对防汛提供水雨情支撑,为防汛会商提供基础支持,系统提供了雨量与水位2部分的查询 (见图2),其中雨量查询能对当前时段和重要历史时段的雨量信息进行查询,水位查询可以进行条件查询。实时水雨情信息查询中,雨量查询相对比较重要和频繁,在防汛的初始时期,主要是对雨量进行统计。可以按照流域和行政区域进行条件检索,以直观的方式显示在客户端。如果需要详细了解单站的降雨过程,可以通过单击表格中相应的站名调出该站的过程线。

图2 水情查询界面图

3.2 水雨情实时监视预警

监视模块能对终止时间为当前时间的各时间段的雨情信息进行实时监视,用户还可以选择起始时间不同的时间段,来监视这个时间段的累积雨量。并根据水雨情各自的预警条件,进行水位雨量的超警判别,采用颜色渲染,声音报警等方式对超出警戒范围的水雨情要素进行预警并自动发送预警短信给相关人员。监视站点分为水库站、江河站、雨量站3种类型,系统能分别对3种站点进行监视或是综合监视,同时也能够对超警站单独显示(见图3)。

图3 滚动监视界面图

3.3 汛情形势分析

市水情中心数据库现在可以接收到180多个站的水库实时水情信息,水库防洪与安全是防汛抗旱决策指挥的一项重要内容,为了给防汛抗旱和水资源调度提供更好的服务,该模块对水库的水情进行了多时段对比分析,同时后台用户可以通过设置不同时段来分析掌握全市水库的实时水情。在该模块中也罗列了每个水库测站的正常水位、正常库容和坝顶高程等特征信息,结合实时水库库容和拦蓄情况,就可以了解水库的防洪拦蓄能力,并结合气象、地质和水库大小等因素就可以了解各地水库当前的防汛防洪形势,为防汛调度指挥提供决策支持,也能为农业灌溉和农村城镇居民饮用水等都提供了辅助性服务信息(见图4)。

图4 汛情分析报表图

3.4 系统应用成效分析

该系统在2009年投入运行以来,已历经了2000—2010年2个汛期的考验,效果良好。以2010年梅雨期“7.7”强降雨为例:7月7日青田县火甲坑站发生强降雨,20时09分,在系统中可查询出20时青田县火甲坑站雨量超预警标准。7日20时11分,系统发出警报,预警页面显示 “7月7日青田县火甲坑站19—20时雨量 41.5 mm,18—20时雨量101 mm,17—20时雨量120 mm”。20时 13分,值班人员根据警报内容向青田县防指办发出汛情通告单,要求青田县防指办密切监视雨水情变化,切实做好山塘水库监测预警和小流域山洪、泥石流、滑坡等灾害的防范工作,请及时预警雨量站周边乡镇村,做好危险区域人员转移等工作,特别是流域下游沿河地区人员等的转移工作。20时17分,系统自动向丽水市、青田县防指办工作人员及青田县火甲坑站所在地季宅乡政府相关人员手机发出预警短信。

该系统在2009—2010年2个汛期的运行过程中发挥了重要作用,特别是在梅雨期和多次防台风期间,系统及时准确地为防汛部门提供水雨情统计分析、水库蓄水材料及报表,使防汛指挥部门领导能够及时准确地掌握大量实时水雨情信息和水情分析成果,在防台抗台工作起到了很好的耳目作用。截至目前,系统已提供2300多份水雨情报表、1300多份水库蓄水材料及报表,发送预警短信15万条,发出警报589次,发出汛情通告单近600份。同时,用户浏览WebGIS站点上的水情数据达3万次。应用实践表明丽水市实时水情WebGIS发布与预警系统为丽水市防汛工作提供了较好的支持,其应用效果主要表现在以下方面:①实现了全市水情信息采集系统的数据联网和共享,充分发挥了水情信息采集系统的社会经济效益;②直观地展现汛情形势,为防汛指挥调度提供有效的决策支持;③实现了汛情形势分级预警,为防汛决策指挥提供科学依据。

4 结 语

丽水市实时水情WebGIS发布与预警系统在保证水雨情数据的实时性和有效性的前提下,提供了可视化的GIS图形操作界面,实现了各项数据的 “地图化”发布,实时、动态地进行防汛形势的分析研究,为全市的防汛指挥调度提供多方位的数据参考;提升了防汛工作的快速反应能力和信息化、科学化的水平,对全市防汛减灾工作起到了较好的决策支持作用。