青海湖流域水资源监测数据存储与分析

谢旻旻 青海民族大学计算机学院

青海湖流域水资源监测数据存储与分析

谢旻旻 青海民族大学计算机学院

青海湖流域水资源监测数据分析以人工分析计算为主，没有专业的数据分析系统，数据深加工力度不足，本文利用计算机程序实现对青海湖水资源的数据监测、检索及分析，为青海湖流域水资源评价提供依据。

青海湖流域 水资源监测 分析

青海湖是我国最大的咸水湖，湖面面积4264km2，是关系到青藏高原东北部生态安全的重要水体，流域近几十年来由于受自然生态环境恶化和人类活动的影响，土地沙漠化面积不断扩大、草地严重退化、草地鼠虫危害严重、渔业资源濒临枯竭。青海湖流域生态质量的下降对环湖地区的水资源安全构成不利影响，对青海省部分地区的生态安全产生威胁，甚至影响到该地区人民的生产和生活。

1 引言

在青海湖自然保护区生态保护和建设工程中，生态监测是该工程的重要组成部分，是实施项目管理必不可少的技术基础，是开展区域生态环境评价和工程实施成效评估工作中重要的保障。其中对青海湖水资源的监测与评价是青海湖流域生态监测评估中的重要组成部分，是建设青海湖流域水资源监测数据库，进行多年数据积累，并以此为基础，进行青海湖水资源监测数据的检索及分析，为该流域水资源评价提依据。目前青海湖流域有水文站2处、水位站1处、巡测站2处，收集的主要水文要素有水位、流量、含沙量、降水量、蒸发量等，一些站点数据已达到30年。针对这些站点的数据设计“青海湖流域生态功能区水资源监测数据库”存储数据，进行“水资源监测数据检索、分析”势在必行。

2 流域现状调查

青海湖流域位于青藏高原东北部，青海省东部，其地理位置介于北纬36°15′～38°20′，东经97°50′～101°20′之间。流域面积2.97万km2。湖泊水域位于流域的东南部，东西长约109公里，南北宽约65公里，周长约360公里。湖中岛屿有两处：一为海心山，一为三块石；蛋岛、鸟岛已与陆地相连不成其为岛。青海湖东面有四个子湖，由北而南分别是尕海、新尕海、海晏湾和耳海。流域河网呈明显不对称分布，湖西北河网发育，径流量大；湖东南部河网稀疏，多为季节性河流，径流量亦小。直接流入青海湖且流域面积大于5平方公里的河流有48条，主要河流有：布哈河、沙柳河、哈尔盖河、乌哈阿兰河、黑马河。

3 水资源监测数据

3.1 监测基本信息数据

主要包括站名、站码、水系、流域、设站时间、集水面积、地址信息等。

3.2 水文要素

水文站主要观测水文要素为：水位、流量、含沙量、降水量、蒸发量。各水文站还观测有大断面、要素摘录数据等；水位站主要观测水文要素为：水位、降水量、蒸发量及气象要素；降水量主要观测水文要素为：降水量。

3.3 数据系列

水文数据系列，即各水文要素开始观测并记录的年份。收集整理现有2个水文站，1个水位站，6个雨量站长系列数据。

表1 各水资源监测站数据系列统计

4 数据库库表结构设计规则

4.1 表结构

每个设计的表结构中表设计包括表名、表存储内容、表标识、表号及字段定义设计。描述的内容包括以下几个方面：

(1）中文表名：中文表名是每个表结构的中文名称。中文表名使用简明扼要的文字表达该表所描述的内容。

(2）表主题：表主题用来进一步地描述该表结构所描述的内容及其目的和意义。

(3）表名：表名是中文表名英译的缩写，在进行数据库建设时，用作数据库的真实表名。

(4）表编号：表编号是设计时给每一个表的一个代码，它由三位数组成，意义如下：

表2 表编号

(5）表体：表体以表格的形式列出表中的每个字段以及每个字段的字段描述、字段名、数据类型及长度、有无空值、计量单位、是否主键和在主索引中的次序号等。

(6）字段说明：字段描述用来描述每个字段的意义以及取值范围、数值精度、计量标准等。

4.2 数据类型

表结构中使用的数据类型共有三种，字符、数值和时间，分述如下。

4.2.1 字符串数据类型

字符串数据类型的描述格式如下：C(d)

表3 字符串类型表

字符串数据类型主要用来描述非数值型的数据，它所描述的数据不能进行一般意义上的数学计算，只有描述意义，如站码、名称以及注释性的描述等。

4.2.2 数值数据类型

数值数据类型的描述格式如下：N(D[.d])

表4 数值数据类型表

数值数据类型用来描述两种数据，一种是带小数的浮点数，一种是整数。所有描述的数据长度都是十进制数的数据位数。

4.2.3 时间数据类型

时间数据类型用来描述时间有关的数据字段。所有时间数据类型采用的标准为公元纪年的北京时间，如1997年7月1日8:00。对于只需描述年月日的时间统一采用公元纪年北京时间的八点，如1999年12月20日用1999年12月20日8点0分0秒表示。时间数据类型的描述用“T”表示。

4.2.4 取值范围

表结构中每个字段的取值范围有两种描述方式，一种为可以采用抽象的连续数字描述的，字段描述中将给出它的取值范围；另一种为离散或特殊的描述采用枚举的方法描述取值范围，如果属于代码的还要给出每个代码的具体解释。

5 数据库检索分析软件设计

5.1 特征值调用

调取各站，各种水文要素的特征值，如：降水量、水位、流量月年特征值等。

图1 特征值调用

5.2 数据sql语句的调取

图2 数据调取

6 对青海湖流域近年来水文特性分析

近年来，受全球气候变化影响，导致青海湖水位、青海湖流域降水、水量等水文特性发生明显变化。数据库建成后，对2013年水文特征进行了初步分析。

青海湖流域降水量年内分配不均。2013年各站降水量主要集中在6～9月，占全年降水量的78～88%，1、3月份降水量最小，降水量仅占全年降水量的0～0.08%；1～4月降水总量占全年降水量的0.5～4%；10～12月降水量占全年降水量的1.2～6%，形成干湿季分明的特点。

2013年青海湖流域水资源总量25.0亿m3，其中山丘区21.65亿m3，平原区3.356亿m3。与青海湖流域水资源多年平均总量21.63亿m3相比偏多15.6%。

[1]青海湖生态监测项目水资源监测工作报.青海省水文水资源勘测局.2013.5

[2]实时雨水情数据库表结构与标识符标准[SL323-2011].中华人民共和国水利部.2011.7

谢旻旻，1976-，女，汉，青海西宁人，青海民族大学，硕士，讲师，主要研究方向：软件开发，网站建设。

校级青年项目，2015XJZ09，项目名称：青海湖流域生态功能区水资源监测数据。