我国水文水资源信息化系统发展现状探讨

2017-04-13

地下水 2017年5期

(甘肃省临洮水文水资源勘测局，甘肃临洮 730500)

我国水文水资源信息化系统发展现状探讨

张正海

(甘肃省临洮水文水资源勘测局，甘肃临洮 730500)

在水文水资源领域，信息技术也逐渐引入水文水资源管理中，大大降低了水利工作者的日常管理工作量，使水文水资源的监测管理工作质量得到极大提升。水文信息系统实现现代化发展非常有必要。通过对我国水文水资源信息化发展历程进行研究可以看出我国目前水文水资源管理系统的建立主要依靠数学模型、仿真模拟与计算机网络共同完成，水文水资源信息化系统具有数据自动化采集、传输、存储、处理以及仿真模拟等先进的功能，大大减轻了人工工作量，水文信息能更加准确及时。未来要对水文水资源信息化系统的计算机网络系统、水质与旱情监测自动化功能和洪水的预报决策支持技术功能等关键构成进行研究，让水文预报越来越准确，在抗洪救灾和保护人民群众安全财产方面发挥重大作用。

水文水资源；信息化；发展现状；洪水预报

随着计算机技术的不断进步与发展，它在我国各个行业中的应用越来越广泛，很多企业在管理上都引入了先进的计算机技术，实现管理的信息化。近几年，在水文水资源领域，信息技术也逐渐引入水文水资源管理中，大大降低了水利工作者的日常管理工作量，使水文水资源的监测管理工作质量得到极大提升。同时，国家专门出台一系列针对水文水资源领域信息化管理的文件，让水文系统有了法规支撑，使我国的水文系统越来越规范。在一定程度上是保障了水文信息的相关工作。尤其当前我国可利用的水资源逐渐变少，用水矛盾日益突出，实现水资源管理的规范化，提高水资源的利用率。通过有效的信息化管理模式，可避免造成水资源浪费，提高资源管理效率与水资源利用率，实现资源的科学分配与合理利用。同时，信息化管理模式对于我国建立节约型社会也具有重要意义。传统意义上所说的水文信息系统应重点建立完善的水利信息数据系统，、信息管理体制比较全面，要符合国家或者行业标准，运行比较规范。

1 水文水资源信息化发展历程

水文资源信息化在我国的建设是在21世纪70年代出现的，刚开始的时候，这种技术需要借助西方等一些国家的先进技术，随着这几年我们国家的富强，各种技术的进步，影响了我国水文资源信息化发展，同时一些相关计算机技术的发展也推动着水文信息系统现代化的发展，我国水文水资源信息技术也开始趋向于独立。在上个世纪水文信息系统刚进入我国的时候，对它的研究一般使用一些相关的计算机技术，比如tq-16型的电子计算机技术，这种技术在当时的情况下是领先于其它技术的，目前这种技术已经不能满足当前需求。目前我们国家关于水文信息系统的研究运用的是比较先进的技术，比如客户机得模式，另一方面在相关的技术人员不断努力工作下，目前也有了一些相关先进的计算机软件，都为水文信息工作提供了方便。社会和科学技术的迅猛发展，一些新兴的技术开始被渐渐应用。比如在我们国家，已经有一些地方把水文信息遥测系统投入使用。目前比较常用的水文信息遥测系统有三种，分别是超短波、全球定位系统和卫星定位系统。第一种技术是相对比较落后的，因为它又一些弊端，比如它传输的距离比较近而且运用也比较麻烦，需要自己组建相关的基站。第二种全球定位系统应用相对会比较简单一点，和我们平时手机上网的运用原理一些，在一定程度上GPRS可以当成是一个信道。最后一种是最方便的，限制也比较小，就是我们国家自主研发的卫星系统北斗，卫星系统让相关的工作效率大大提高。水文信息化的发展和我们的物质生活息息相关，也关系到我们国家的发展。特别是现在国家越来越倡导节约型社会，信息化要逐步代替工业化，信息化越来越发达，我国的社会生产力也会有一个大的进步，由此看来水文信息系统实现现代化发展是非常有必要的。

2 水文水资源信息化系统应具有的基本功能

水文水资源管理系统的建立主要依靠数学模型、仿真模拟与计算机网络共同完成，对水资源管理中的各种信息进行采集，于可视化角度下，建立信息化总站实施对整个测站所有数据的统一采集和调度，同时每个分站均自成独立的分系统，在每个分站中，都可以实现自动化数据采集和流量监控，以采集信息为依据，管理者可以迅速做出正确决策，促进管理水平与水资源调度效率的提升。

2.1 数据采集功能

水文资源的数据采集一定要准确，为达到这一目标，水文水资源的数据来源一般有两种采集模式，一种是对最开始的数据进行矢量化，另外就是利用利用先进的仪器直接得到数据。目前我国各级水文部分一般采用第二种方法得到水文基础数据。比如在不同省份已采用的遥感技术、GPRS技术等，这些数据采集技术更加先进，得到的相关数据精确度更高。

2.2 数据传输功能

水文水资源各种基础数据繁多，数据传输的时效性尤为重要，相关先进传输设备一定要符合传输精度和速度要求，目前我国相关技术发展也比较成熟，主要借助水文信息数据库平台和3G传输信道。国家层面建设了总的水文信息网络数据库信息平台，利用网络将各省水文资源数据分库连接起来，国家与各省、各省之间的水文资源基础数据均可以高速传输。国家不同地区水文部门均可查询到基础数据，保障了数据的稳定性和精准性。

2.3 数据的存储及处理功能

水文资源统计数据数量繁多，类型各异，对基础水文数据进行储存及处理就显得尤为重要，采用传统的手工统计计算及存储手段对数据进行处理都比较麻烦，时间周期长，错误多，时效性差，已不能满足社会发展的要求，目前，随着我国科技的日益发展，国家各级水文部门已充分利用现代计算机技术建立了自动化存储统计及处理系统，基本达到了无纸化存储及处理。通常情况下，利用计算机数据库建立专门储存设备。特殊情况下将数据分布储存、分数据备份、分布储存在几个服务器上，达到数据的定时定点传输储存，同时利用计算机强大的计算及作图功能，对数据进行自动计算处理，生成各种表格及监测图件，大大减轻了技术人员工作量。

2.4 存储模拟仿真功能

水文系统收集数据为达到更好的应用，目前在水文信息系统中加入存储模拟仿真功能，即在得到相关的数据之后，通过先进的模拟仿真技术实现水文资源的动态环节演变，必要时可呈现出3D效果，使水文数据的统计计算结果以更直接、更生动的动态动画模式呈现出来，使上级决策部门相关人员更易理解，同时相关工作人员可以根据这些资料进行更深层次的研究。

2.5 存储的决策支持功能

水文基础数据是所有工作的基础。工作人员得到水文水资源的数据以后要对基础数据利用计算机信息化系统进行处理，经过一些列存储、统计、计算及分析功能提出详细报告，将结果以通俗化、文字化的方案提供给上级决策领导，领导会进行分析研究，找出合理可行的方案进行实施。

3 水文水资源信息化系统的关键构成分析

3.1 计算机网络系统

计算机网络系统是水文信息化系统发展中的关键组成部分，是实现水文水资源信息资源共享的根本基础，建立一个覆盖面积广，且能够实现所有图像、数据、视频、音频传输的计算机网络，便于及时了解当地水资源的使用量与其他信息，为水资源管理建立一个有效的管理平台，实现资源共享。除此之外，全球定位系统、地理信息系统，全球信息系统等先进技术可随时定位，地理信息系统便于分析与处理数据。同时还可以结合模拟仿真系统，对采集到的信息以统一标准进行管理与存储。

3.2 水质与旱情监测自动化功能

水质与旱情监测自动化功能是当代水文系统的一个关键组成，随着国家对水污染及水质问题的日益重视，水文信息化系统应构建应具有水质与旱情监测等功能，通过在监控区域设置多个监测断面，有利于监测断面的水质情况，另外，还可以在系统中建立监测数据库，当水资源中存在污染物扩散时，利用系统实现模拟分析，有利于预测河流水质的变化情况，及时采取相应措施解决水资源污染问题。旱情信息可通过土壤、气温、降水等体现，水文站可利用先进的信息管理系统，了解到所在区域的相关信息，根据这些信息，可判断该地是否存在旱情，利用定位系统直接找出旱情所在地。

3.3 洪水的预报决策支持技术功能

对洪水进行准确预测预报是水文水资源系统应该具备的一项最关键的功能，水文预报通常情况下有长、中、短三种。洪水预报是短期预报的一种，一般来说洪水预报的预报其在24小时以内，预报基本依据是降水量的大小。洪水的发生关系着人民群众的生命安全，必须将洪水的预测预报放到所有水文工作的首位。随着我国科技的逐步发展，对洪水的准确预测预报已基本达到了要求，相关预测数据也比较及时准确，在抗洪救灾和保护人民群众安全财产方面发挥了重大作用。但在气象预报和洪水发生时间预测等方面还需要继续努力，让预报越来越准确，让相关的技术越来越完善。