遼寧省水文遙測系統汛期作用明顯

遼寧省水文遙測系統汛期作用明顯
 徐敏  徐鳳琴          
 大凌河管理局
 [內容摘要]：遼寧省2006年汛前，遵循最為經濟的原則，建設一套高效、可靠、先進、實用的水情信息遙測系統，經過汛期檢驗，遙測系統的優勢凸現。通過對遙測系統雨量精度分析，完全可以滿足防汛及水文資料需要。為防洪減災帶來明顯的社會效益和間接的經濟效益。
 [主 題 詞]：遙測   系統   汛期   作用   明顯
一、遙測系統目的及必要性
 遼寧省2006年汛前建成了水情自動測報系統，有利于水利部《水情信息新編碼標準》
 的實施，并滿足與國家防汛抗旱指揮系統同步運行，與世界先進國家的同類系統接軌。
 近年來，各市防水情分中心同省級防汛指揮部建立了全省水情報汛基本網絡；初步實現了水情計算機廣域網和局域網，但基層報汛站一直沿用傳統的人工測報方式。在抗御歷史大洪水的防洪指揮調度中發揮著應有的作用。但2005年遼河、渾河流域“2005.08”洪水的防洪調度實踐，反映出原有防汛水情測報系統自動化水平還較低，時效性較差。特別是在振興東北過程中，遼寧的快速發展，給防汛工作帶來了新的更高要求。
二、遙測系統建設目標
    1. 建設高效、可靠、先進、實用的水情信息采集系統，全面、快速、準確、及時地為各級防汛部門提供信息服務，為洪水預報、防洪調度、指揮搶險和救災提供科學依據。
    2. 系統建成后，信息采集、發送、傳輸、預處理各環節的設備設施得到相當程度的更新、補充和完善，按照行業標準、規范，形成一套統一的工作制度。
    3. 改善基層報汛站的測報手段，提高信息采集點到市防分中心的通信水平，使防汛信息及時傳遞，為指揮抗洪搶險提供可靠、靈活的水情通信保障。
 4. 繼續建設分中心計算機局域網，達到顯著提高收集水情信息的速度和質量，增加信息量，實現各級防汛部門信息共享，并為其他各級指揮部門提供水情服務。
 三、遙測系統建設原則
    1  遵循最為經濟的原則
    在保證信道穩定、可靠的前提下，必須考慮最為經濟的原則。報汛手段優先級別為：
    對于報汛站
    ⑴．GPRS或GSM數傳
    ⑵．電話數傳或短波超短波數傳
 ⑶．微波
 ⑷．衛星通信
   2  遵循公用網和專用網相互結合、互為補充的原則
    充分利用移動數據公用網傳輸水情信息，避免重復建設。全市所有的報汛站的水情信息傳輸以無線通信（GPRS）為主要信道，有線通信和衛星通信作為備用信道。
   3  遵循統一領導、統一規劃、統一技術標準、同步實施的原則
   4  遵循實用、可靠、先進的原則
   5  根據報汛站重要性，確定不同保障通信方式的原則，省級重點報汛站采用數、話兼容的通信方式。
   6  充分利用現有的遙測信息資源的原則
   7  重要報汛站具有兩種數據通信方式的原則
重要報汛站，必須配備兩種數據通信設備。既GPRS（GSM）、衛星和有線的報汛方式的設備。
三、遙測系統建設情況
 截至到2010年汛前遼寧省現已建成713個遙測站。測報系統建設是在原中部水資源優化調度系統的基礎上改造完成的，汛前，不僅完成了14個水情分中心系統的建設（分中心GPRS網絡、接收轉發系統），設備情況部分站選用南京水文水利自動化研究所YDH-1A型端機，部分站采用了湖北一方公司的YAC-9900型端機。接收轉發軟件系統是長委開發的。
 遼寧省遙測站點一覽表
序號 分中心 站數
1 沈陽 45
2 大連 85
3 丹東 56
4 本溪 29
5 鐵嶺 90
6 鞍山 30
7 遼陽 17
8 營口 23
9 朝陽 68
10 錦州 39
11 阜新 73
12 撫順 75
13 葫蘆島 60
14 盤錦 14
15 省管水庫 9
合計 　 713
 
四、遙測系統運行情況
 2006年以來，經過5年汛期系統運行驗證，14個分中心及各水庫遙測站整體運行情況良好，GPRS實時在線，遠程遙測的優勢凸現。系統最大的優點就是信息的及時性，特別是在各分中心降水發布信息時及降水量統計過程中效果明顯。
 經過防汛自動測報系統汛期的運行，省市級防汛水情分中心的測報設備、設施得到了全面、很大程度的改造。全省的水情信息采集、傳輸、處理等各個環節更加銜接緊密、形成整體，其現代化水平有質的飛躍。主要優點體現在：
 1. 雨量、部分站水位實現自動觀測、長期自記、固態存儲，改變了原來人工觀測或紙介質記錄的落后面貌。尤其是實現了無人值守、長期自記，使委托雨量觀測擺脫了受委托觀測員技術水平低、責任心差而導致的資料質量下降、錯報漏報現象時有發生的難題。
 2. 所有雨量站及部分水位站資料存儲自動化。
 3. 降雨量、水位數據從采集點到站房、分中心、省中心、國家防總基本實現了數據自動傳輸。通過2006～2010年汛期試運行完全達到了預期目的。
五、信號暢通率統計分析
 由于采用GPRS作為主信道，各個端機通訊模塊處于24小時在線工作狀態。各站點采集到的數據報文的發送與否由端機軟件的軟件控制執行的。從統計表中暢通率的統計結果可以看出多數站暢通率較高，部分站的暢通率比較低。而采用新型YAC-9900端機的站，既有GPRS主信道又有短信備用信道，定時報能夠準確及時報送分中心。
六、遙測系統雨量精度分析
 1、典型場次日降雨對比分析
 這次選取遼陽2008年6－8月份的三場大的降雨進行了對比分析。從對比分析表中可以看出，在這誤差比較大幾次降雨發生在遼陽站6月13日誤差達到了16.4％，前煙臺站6月9日和7月31日誤差分別達到了10.2％和33.5％，其它各次降雨誤差在±10％以內。選取沈陽分中心日雨量對比分析結果。
編號 站名 日期 自動測報 人工觀測 誤差
   （毫米） （毫米） 
1 邢家窩棚 6月13日 38.5 38.2 -0.80%
  7月31日 68 67 -1.50%
  8月4日 33.5 33.6 0.30%
2 黃臘坨 6月13日 37.5 39.8 5.80%
  7月31日 87.5 87.6 0.10%
  8月4日 34.5 36.3 5.00%
3 遼陽 6月13日 32.2 38.5 16.40%
  7月31日 65.8 72 8.60%
  8月9日 27.8 28.5 2.50%
4 小林子 6月13日 31.2 34 8.20%
  7月31日 70.6 77 8.30%
  8月4日 29.2 32.4 9.90%
5 唐馬寨 6月9日 37.4 38 1.60%
  7月31日 89.8 90.1 0.30%
  8月4日 44 44 0.00%
6 黃堡 6月13日 31.5 31 -1.60%
  7月31日 116 121.6 4.60%
  8月9日 52.5 57.4 8.50%
7 大東山堡 6月13日 35.4 34 -4.10%
  7月31日 51 53 3.80%
  8月4日 34.8 33 -5.50%
8 前煙臺 6月9日 75.2 83.7 10.20%
  7月31日 34.2 51.4 33.50%
  8月4日 39.6 43.3 8.50%

沈陽分中心日雨量對比分析匯總表
序號 站名 遙測分辨率（mm） 人工報汛數據誤差（%） 遙測接收與存儲數據誤差（mm）
   平均 最大 最小 超標次數 總次數 合格率 平均 最大 最小 超標次數 總次數 合格率
1 祝家 0.5 1.17  26.80  -0.01  21.00  63.00  66.67  0.09  5.50  0.00  1.00  63.00  98.41
2 康平 0.5 -0.01  -0.04  0.00  2.00  53.00  96.23  0.04  1.50  0.00  4.00  53.00  92.45
3 紅旗卜 0.5 0.02  0.12  0.00  5.00  54.00  90.74  0.04  2.00  0.00  3.00  54.00  94.44
4 馬虎山 0.2 0.01  0.26  0.00  4.00  56.00  92.86  0.08  4.60  0.00  1.00  56.00  98.21
5 遼 中 0.2 0.00  -0.04  0.00  4.00  59.00  93.22  0.36  16.20  0.00  4.00  61.00  93.44
6 小荒地 0.2 -0.03  -0.50  0.00  9.00  52.00  82.69  0.16  3.60  0.00  1.00  23.00  95.65
7 新民 0.2 0.01  0.25  0.00  6.00  62.00  90.32  0.11  3.00  0.00  1.00  27.00  96.30
8 大河泡 0.5 -0.08  -1.00  0.00  3.00  57.00  94.74  0.00  0.00  0.00  0.00  4.00  100.00
9 東陵 0.5 0.01  0.15  0.00  1.00  61.00  98.36  0.03  0.50  0.00  1.00  20.00  95.00
10 張強 0.2 0.10  0.19  0.01  15.00  49.00  69.39  -0.16  -3.00  0.00  1.00  19.00  94.74
11 陳相屯 0.5 -0.16  -1.00  0.00  8.00  60.00  86.67  1.14  43.00  0.00  9.00  60.00  85.00
12 花古水庫 0.5 -0.17  -1.00  0.00  5.00  40.00  87.50  -0.02  -0.40  0.00  1.00  19.00  94.74
分中心統計 　 0.07  26.80  0.00  83.00  666.00  87.54  0.16  43.00  0.00  27.00  459.00  94.12
 
2、逐月降雨量對比分析見附表
 本次分析隨機選取65個觀測站6～8月降雨總雨量進行對比分析，除個別站月有故障外，6月份誤差小于10%的占70.8%，7月份占87.7%，8月份占76.9%，三個月平均78.5%。完全可以滿足防汛及水文資料需要。
3、各分中心6—8月降雨量誤差范圍
 本次選擇12個市逐日雨量進行分析，各地最小誤差均為0；最大誤差在11.3%～32.2%，詳見下表。

遼寧省部分防汛分中心遙測與人工雨量絕對誤差分析
序號 分局名稱 逐日平均誤差 各站最小誤差 各站最大誤差
1 鐵鈴 8.1  0 20.2
2 沈陽 7.6  0 23.3
3 撫順 10.5  0 21.7
4 本溪 8.5  0 11.3
5 遼陽 11.4  0 17.9
6 鞍山 9.4  0 16.4
8 大連 3.4  0 14.6
9 丹東 14.1  0 24.1
11 阜新 12.0  0 24.3
12 錦州 14.6  0 32.2

七、自動測報系統汛期效益明顯
 該系統從2006年汛期開始試運行，遙測數據已在防汛中發揮作用。2006年至2010年汛期，發生大暴雨時，遙測系統比人工報汛更快地反映出各流域及河流河網水位急劇上升的變化情況，使各地級防辦及時獲取防汛信息，調度洪水，減輕洪災損失。
         特別是  2010年遼寧遭遇6次強降雨襲擊，各流域發生較大洪水過程中，更加顯現了雨量遙測系統的優越性，實時顯示雨情變化，為防汛調度贏得時間，彌補了人工報汛的不足，一般不到30分鐘就能收齊全流域的雨情和水情，充分顯示了其實時性的特點。
        遼寧水文遙測系統不僅采集數據迅速，而且為水情分析、防汛調度提供大量了的信息。滿足了省市級防汛部門的需求每小時上報各地雨情的要求，為各級防汛部門的防汛會商、水情分析提供了第一手資料，為流域的防汛調度搶險發揮了直接的社會效益和防洪減災的間接效益。受到了有關部門的高度評價。
八、遙測系統存在的問題及解決辦法
 系統在運行過程中也出現了一些問題，下面就遙測系統與人工觀測數值進行比較分析后，發現的問題歸納如下：
 1、各遙測站點端機的問題。
 采用GPRS后模塊處于24小時工作狀態，功耗較以前短信方式大許多，對蓄電池的容量要求高一些。蓄電池虧電而停報的問題。解決辦法常充電。
 2、有的設備性能不太穩定，有跳變數據，解決辦法人工監視及時刪除跳變數據。遙測雨量器信息傳輸采用GPRS方式，GSM為備用信道，但是由于移動公司經常檢修維護或升級GPRS系統，有時GPRS會中斷的情況。
 總之，汛期遙測系統發揮了巨大的作用，當GPRS中斷的情況下，GSM備用信道也能及時地傳遞信息，為防汛減災提高了工作效率，同時也能監督各站是否存在遲、缺、漏、錯的現象。
  [參考文獻] [1] 魏文秋 水文信息技術 武漢大學出版社 ISBN：7307037467出版日期：2003-2-1
  [2] 戢運麗　統計學原理 華中科技大學出版社 ISBN: 7560938477 出版日期: 2006-10-1
 [作者介紹]：徐敏 男，遼寧朝陽人，生于1959年 。在遼寧省大凌河管理局工作，工程師。
 聯系方式：沈陽市沈河區文萃路265號 郵編110015 徐鳳琴 電話024-88500059