陕西省水情信息自动化建设存在的问题与对策

2011-04-30沈桂环

水利信息化 2011年1期

沈桂环

（陕西省水文水资源勘测局，陕西西安 710068）

1 陕西省水情信息自动化建设现状

1.1 水情站网基本情况

截至 2010年5 月，陕西省境内共有水情站 513 处，其中，省水文局直接管理的 309 处，市防汛办管理的 151 处，委托黄委及其它机构管理的 53 处。水情站中，省属水文站 84 处，水位站 11 处，雨量站 339 处，水库站 26 处，墒情监测站 41 处，水质监测断面 24 处，蒸发站 52 处，分布于全省各主要江河水系，陕西省站网现状统计如表1所示。

有正式预报任务的测站 26 处，预警预报站 35处；全省受洪水威胁的县（市）及水利旅游风景区51 处开展了洪水预警预报工作。

表1 陕西省水情站网现状统计表

1.2 水文系统水情信息自动化建设概况

水情信息自动化系统包括信息采集、通信和网络传输、信息服务支持等 3 个系统。

1.2.1 信息采集系统

《国家防汛指挥系统一期工程水情分中心建设》项目加快了陕西省水情信息化建设步伐，汉中、宝鸡、西安、渭南等分中心相继建成并投入使用，使陕西省水文系统水情信息采集有了较快发展。在已建成的水情站网中，实现水情信息自动采集传输的水情站共 75 站，其中，水文（位）站 42站，占省属水文（位）总数的 50 %；雨量站 29 处，占报汛雨量站数的 15.4 %； 4 处水库站实现了自动化，占 26 座大型、中型重点水库的 15.4 %；各市级防汛部门 151 个雨量站全部实现了自动化。

1.2.2 通信和网络传输系统

水文部门自动化采集站全部采用 GPRS/GSM 通信，拓石、朱园等站同时采用了卫星应急通道。陕西省水文系统计算机通信和网络系统起步较早，目前已初步建成局域网和以 2M 带宽光缆网络传输的系统。在此基础上，建立了陕西水文视频会商系统，实现了与省防汛办、各水情分中心视频联通，确保了特殊水情及预报会商信息的及时传递。

1.2.3 信息服务与支持系统

信息服务与支持系统是建立在信息采集、通信和网络传输系统的基础上，为防汛抗旱和水资源管理提供最终服务的核心，主要由水情信息分析查询、预报、信息发布应用等组成。

陕西省水情信息分析系统利用水情数据库中实时水情信息，采用 SQL Severs 7.0 数据库，库表结构执行 SL323-2005《实时雨水情水文数据库表结构与标识标准》。数据库系统通过开放数据库连接方式，实现了实时水情的查询检索、动态更新、输入、输出等功能，以柱状图和等值线等图形、图像及表格方式在网上加以查询显示，并具有超警戒水位报警、特征统计等多种功能。全省水情特征分析 10～20 min 内即可完成，有较好的实时性。同时具有查询历史暴雨洪水信息及数据库中各种相关基础信息的功能[1]。

陕西省洪水预报系统是在中国洪水预报系统平台上开发的，采用与实时数据库连接方式，缩短了洪水预报信息收集、计算、分析和制作时间，增长了预见期，为作业预报预警信息自动化奠定了良好的基础。

水情信息自动化建设，极大提高了水情信息的时效性和可靠性，据统计，水情信息自动化建设后，20 min 内信息传输率从 75 % 提高到 90 % 以上，为防汛抗旱决策和水资源管理提供了有效的技术支撑和基础保障。按国际通用的水文减灾效益为洪涝灾害直接经济损失的 10 % 方法计算，椐不完全统计，近年来水文情报预报的减灾效益为 3.356 亿元，本系统减灾效益应达 1.250 亿元。

1.3 相关单位防汛信息自动化建设情况

受隶属关系、投资等各种因素影响，除水文系统外，目前全省各市同步建设了防汛信息化系统，具体情况如下：汉中、安康、商洛 3 市防汛办建设了 200 个自动监测雨量站，建立了省、市、县（区）3 级防汛部门和水情分中心雨情信息“一发四收”的监测预警平台系统；延安、西安市防办自筹资金建设了 283 个水雨情自动测报和市、县（区）2 级共享的信息服务系统；以省财政投资为主，先后建立了铜川市漆水河、宝鸡市金陵河和榆林市榆溪河雨水情自动测报系统。

全省大型、重点中型和陕北 3 大库坝群 39 个水库管理单位建立了雨水情自动测报与洪水调度系统，库容在 50 万 m3以上的 331 座小型水库配备了雨量、水位观测和报汛通信设施。

气象部门共建成 1329 个区域自动气象观测站，全省区域站覆盖范围达 75 % 以上，2 站间距约10 km。已建成 6 个多普勒天气雷达系统，同时还有 10 个 711 和 713 数字化天气雷达分布在全省各地市。

2 水情信息自动化建设存在的主要问题

在水情信息自动化建设步伐加快的同时，存在的问题也逐步表现出来。

2.1 缺乏统筹协调和规划

水情信息自动化是一个复杂的系统工程，其建设涉及省级水文机构和相关单位。水情信息自动化建设本应该在统一规划的基础上，按照各单位职责各司其职、各负其责，以确保整体有序推进。

但因没有针对全陕西省水情信息自动化建设的统一规划，出现了各自为政，站点重复建设，标准不统一和数据矛盾，给科学决策造成困难。特别是应用系统重复开发浪费了建设和维护资金，造成了大量的资源浪费，降低了资金的使用效率。

2.2 水情信息分散不利于整合

信息资源的有效利用是水情信息自动化建设的核心任务。水情信息自动化建设项目受资金来源、业务权限和单位利益的影响，导致省内各单位水情信息自动化项目缺乏关联性，技术标准和规范不统一，不利于今后水情信息资源整合。除防汛部门与水文系统资源能实现共享外，其它资源相互独立，分散在不同的地市与系统，隶属不同部门，资源共享程度低，系统间不能互通，全省水情信息自动化资源整合非常困难。

将省内各单位信息资源实现有机整合，达到信息共享是陕西省水情信息自动化建设目前急需解决的重要问题。

2.3 实施方案编制针对性不强

主要表现在以下方面：

1）思想认识不到位。观念上的“重建轻管”，对水情信息自动化思想认识不到位，没有摆脱长期以来形成的传统工作模式，知识更新跟不上；硬件、软件的资金投入比例失调，观念上总认为花钱买设备应当，花钱买软件冤枉，更不愿意花大钱进行系统性的应用软件开发。结果造成软件水平低下，服务手段跟不上，硬件资源浪费。

2）自计水位传输设备受中泓摆动影响，在平枯水时无法接收到有效信息。配套软件功能不全，设备软硬件维护程序烦琐，操作界面零散，测站人员难以掌握。

3）分期建设的仪器设备规格型号、性能等不统一，致使部分设施设备不兼容，给信息采集、传输带来不便，维护成本高；部分设备仪器在使用中误差较大，可靠性不高，精度达不到水文资料整编要求，替代不了人工观测，影响了测站职工使用新仪器的积极性。

4）自动采集的雨量、水位等水情信息数据未考虑到水文资料整编的需要，没有实现水文资料整编格式转换，无法加工成正式的水文资料成果。

5）运行维护资金严重不足。随着一些水文信息化重点项目的相继实施，对信息系统运行维护管理的要求越来越高、任务越来越重，而信息化的运行维护保障机制尚未健全，维护管理资金难以落实，一定程度上制约着水文信息化的健康发展。

3 水情信息自动化建设的对策

针对水情信息自动化建设存在的问题，主要应采取 6 点对策。

3.1 统筹安排水情信息自动化建设项目

依据《中华人民共和国水文条例》、《陕西省水文管理办法》赋予陕西省水文局的职责，明确省水文局为全省水情信息自动化建设管理的主体。由省水文局牵头编制《陕西省水情信息自动化建设总体规划》，统筹安排全省水情信息自动化建设项目，统一规划和标准，避免重复建设，减少浪费，共享信息，充分发挥各地市、单位已建水情信息系统的功能与作用[2]。

规划的总体目标应用 5～10 年时间建成覆盖全省的以信息采集系统为基础，公共平台为支撑，信息管理与决策支持系统为核心的防汛抗旱指挥水情信息系统，实现信息采集处理规范化、自动化、数字化和可视化，为陕西省防汛指挥决策与水资源管理提供科学依据和现代化手段，提高陕西省防汛抗旱和水资源管理的效率与效能。

在信息采集方面，统筹兼顾，站网共用，避免重复建设。充分利用水文系统站网和技术优势，对全省水情信息站点统一规划，统一技术平台，并考虑采用经济实用的方案对监测空白或密度较小区域进行站点补充。

在网络通信方面，充分利用省水利厅信息中心-省水文局水情信息中心-各市水情分中心网络，各市以水文局水情分中心为节点，制定与水利（防汛）、气象、工程等单位之间的互连和数据共享方案。

在信息资源整合开发利用过程中，要遵循标准先行原则。按照《水情信息编码标准》和《实时雨水情数据库表结构与标识符标准》等规范通信网络建设、信息采集与存储格式、数据库结构、支撑平台、业务应用系统构架，促进信息资源共享和系统衔接[3-4]。

在综合数据库方面，要求数据结构合理，层次分明，信息完整，查询快捷，以最佳方式组织数据，减少数据冗余，实现数据共享。

在业务应用系统方面，运用信息资源管理、数据库技术和工具提供各类基本应用和服务，主要包括信息服务、水情监视、洪水预报预警、防洪调度与会商、防汛抗旱指挥、水资源管理等子系统。

3.2 保障建设资金投入

水情信息自动化建设能否进入良性健康的发展轨道，能否很好地发挥整体效能，资金投入是前提。目前，陕西省已建成汉中、宝鸡、西安 3 个水情分中心，安康、延安、商洛等分中心还未建设。因此，应将水情信息自动化建设纳入“十二五规划”中，通过“工程带信息化”等多种手段，积极促进水情信息自动化建设，要理顺投资渠道，积极争取未建的水情分中心项目尽快开工建设，并充分考虑区域内水情站网功能和其它系统站网融合；同时，对未实现自动化的已建分中心的水情站实施改造升级，争取配套资金支持，力争水情站自动化率达 100 %。结合目前实施的《中小河流洪水易发区水文监测站网一期工程》，充分利用现有水情信息自动化平台和数据库，实现信息整合和共享，以实时数据、数学模型和人工智能为基础，建立水雨情和水质实时监测等应用系统。

3.3 切实落实系统运行维护管理经费

水情信息自动化工作既要有项目建设资金，又要有系统运行维护资金。因此应将已建成投入运行的系统维护管理经费纳入部门年度预算，确保系统正常运行，发挥最大效益。

3.4 加强软件建设和管理

转变观念，把软件建设摆在与硬件建设同等重要的位置，与技术实力雄厚公司合作，加大软件开发力度，增加实时移动 PDA 查询功能，使防汛抗旱决策领导能随时随地掌握水情信息；进一步加强对水情信息的深层次分析研究，多做统计、对比分析等工作，使水情信息不仅仅只停留在信息表面，促使水情信息呈现形式更加直观、实用，提高工作效能，更好地发挥水情信息自动化的优势。

丰富水情信息内容，为社会提供更加全面的优质服务。增加土壤墒情、水质等信息，使信息更加全面。健全组织机构，完善规章制度。建立信息化工作的技术保障机制，理顺工作关系，充分发挥信息化专业部门的作用。

3.5 加强前期准备和分析研究工作

结合实际，充分考虑河道特性和测站维护人员可操作性，注重仪器设备性能，特别是可靠性及精度指标，确保建 1 处成 1 处，充分体现水情信息自动化站点的优越性，切实减轻测站职工的劳动强度。对今后建设所需的设备仪器建议采取统一招标采购方式，并结合水文资料整编等工作进行，保证采集数据的精度，解决水情信息资料正式纳入到水文资料系列中及设备仪器型号性能不统一的问题，便于维护、使用，节约资金。

3.6 加强人才队伍建设

水情信息自动化涉及工程设计与管理、计算机及网络集成、数据库、水文信息等技术，维护好自动化系统，需培养一批既懂水文专业知识，又懂计算机、数据库开发、网络等技术的人才队伍。特别是要加强针对基层水文站职工硬件维护及软件使用的培训，使一线技术人员能达到一般故障及时排除，软件操作熟练，为水情信息化奠定坚实基础。

完善稳定人才的措施，加强知识培训，创建有利于技术人才发展的良好环境，建立起 1 支掌握和运用信息自动化技术的骨干队伍，解决水情信息自动化建设存在的关键技术问题，促进全省水情信息自动化建设健康、可持续发展。