天津市北部山洪区水文监测信息系统建设构想
天津市北部山洪区水文监测信息系统建设构想
摘要：根据天津市北部山洪区的水文监测问题，阐述了利用现代化的信息技术，研究和开发建设天津市北部山洪区水文监测信息系统的构想，分析系统建设对提升水文水资源监测、管理、服务能力，为天津市各级政府部门提供及时、可靠的防汛预警信息，为天津市山洪区经济社会的可持续发展提供全面优质服务，提出系统建设的设想和思路，并分析系统建设的必要性、可行性，以提高系统的实用性和可操作性。
关键词：山洪区；水文；监测；信息系统
Abstract: According to Tianjin in northern torrential hydrological monitoring on the use of modern information technology, research and development and construction of Tianjin in northern flash floods, hydrological monitoring and information system concept analysis system construction to enhance the hydrology and water resources monitoring, management, serviceability to provide timely and reliable flood warning information for the Tianjin government departments at all levels to provide comprehensive services for Tianjin torrential economic and social sustainable development and put forward ideas and ideas of the system construction, and analysis of the need for system construction, feasibility in order to improve system availability and operability.
Keywords: flash flood area; hydrology; monitoring; information system
0 基本情况
山洪区水文监测是为满足广大山区人民防洪安全需要而进行的水文监测站网布设，是一项重要的水文测报工作。
天津市北部蓟县山区属燕山的迎风坡，等高线为20m以上地区总面积840.3km2，占全县总面积的53%，是山洪及水土流失易发区。区内有大型水库1座（于桥水库），中型水库1座（杨庄水库），小型水库9座，分布在山区8个乡镇。暴雨是山区各河径流的主要来源，径流的年内分配和年际变化都很大，洪水成因和所受影响的因素比较单一，除泃河常年有水外，其余均为季节性河流，山区各河具有洪水涨落猛，历时短，流速大的特点。大多坡陡流急，遇大暴雨，易突发山洪，并可能诱发泥石流、滑坡，危害很大。历史上，历次山洪引发的溪河洪水、诱发的泥石流及滑坡的灾害给蓟县造成严重的损失。造成人员伤亡，毁坏房屋、田地、道路和桥梁等，给国民经济和人民生命财产造成巨大损失。
区域内现有泃河罗庄子、州河于桥水库（入境河流在河北省境内淋河龙门口、黎河前毛庄、沙河水平口）等国家基本水文站；泃河罗庄子、州河于桥水库、泃河黄崖关、泃河下营、小漳河盘山、秃尾巴河邦均等设有国家基本雨量站。
因山区特有的暴雨、洪水特性，目前的监测站网尚不能满足山洪灾害防治的需要。
1 系统建设的必要性
结合天津市北部山区的水文、地理特性，站网布设上综合总体控制密度、地区分布及满足山洪防治的监测需求，建设符合天津实际的、高水平的山洪区水文监测信息系统。做到信息传递及时、水情测报准确、调度指挥优化。为小流域产汇流、水利工程运行、应急调度、水文预报等提供数据支持。大大提高天津市山洪防治信息的预警反馈速度，为各级政府提供及时准确的监测预警预报信息，实现防汛指挥调度快速决策，洪水资源效益最大化，提高应对突发事件的能力，有效降低人民生命财产损失，保障广大人们群众的根本利益，对于天津市社会稳定和经济又好又快发展具有重大现实意义。
2 系统的监控内容及项目分析
天津市山洪区水文监测信息系统覆盖范围为市北部蓟县山区，再加上流域边界跨区域因素，范围面积约在近千平方公里左右。
雨量、水位和流量信息在山洪灾害防治中有重要的预警作用，是监测的重要内容。水量信息在服务于防洪信息需求的同时且能够使洪水资源效益最大化，应以先进测报技术和网络技术为支撑，通过系统建设达到监测自动化水平。
水位、雨量监测项目：根据山洪灾害防治监测的时效性的需要，应采用数据自动采集、固态存储、现代通讯和计算机网络等技术，使水位、雨量监测项目实现自动测报。
水量监测项目：结合山洪区地形河底水力坡度较大，水位流量有比较稳定的关系的特点。根据测站控制、断面形态和河道冲淤变化、水位涨落率、测验人员、交通便利等情况选址。对监测断面进行规整（建测流堰或人工控制断面），较大河流安装应用H-ADCP实现在线监测。小型河流修建量水建筑物，比如量水槽（巴歇尔水槽）或量水堰，由测得的水位或水深、水头等（自动测报）代入水力学公式计算出流量,实现流量的实时测报。并结合巡测流量，分析率定H-ADCP和量水建筑物的修正系数，确保流量在线监测的精度。
对现状站点应进行自动化改造，并整合资源将其它部门的水雨情站共同纳入系统，实现信息共享，切实提高监测预警水平和应急处置能力。
3 系统建设构想
3．1总体思路
建设以防洪和水文信息采集为基础、通信系统为保障、决策支持系统为核心的山洪区水文测报系统。系统建设要充分利用国家和本市已有的信息公共基础设施和相关行业的信息资源，结合已建的国家防汛抗旱指挥系统工程等通讯设施，统筹考虑，资源共享。达到及时准确完成水文信息的采集、处理和传输，提高水文情报、预警、预报的精度，提高防汛抗旱管理工作的现代化水平，提高水情信息的处理、分析和预警能力的目标。
3．2系统设计原则
（1）可靠性和先进性相结合的原则。系统设计应高起点，采用目前世界上先进的技术、方法、软件和硬件设备，并充分考虑其发展趋势，以保证系统的先进性和具有较长的生命周期。
（2）实用原则。系统既要服务于全社会，又要重点满足防汛抗旱、水资源管理、水环境保护、水工程规划、设计、运行管理的需求，规划应充分考虑实用性和可操作性。
（3）标准化原则。技术标准统http:///
一、并满足国家相关技术规范的要求，以保证系统的整体集成、有效运行与未来发展。
（4）安全原则。水文信息是公益性社会基础信息，就信息服务的对象、内容和应用属性而言，有公益性、时效性、保密性等特征，规划应充分考虑安全性。
（5）开放原则。水文信息作为防汛减灾的基础信息，在防洪抢险中，时间就是人民的生命和财产，信息服务的各个环节都必须强调信息的开放、时效和准确。并充分利用现有资源，避免重复建设。
3．3系统建设内容
山洪区水文测报系统包括水文测站信息采集与传输设施、通讯计算机网络、应用支撑平台、监控中心等。
水文测站信息采集与传输设施建设内容如下：
（1）仪器室。用于安放仪器设备及看护人员的栖身之所。
（2）水位自记平台。随时掌握河流及水利工程的运行情况。用于仪器的安装使用维护管理，仪器参数的调试率定，仪器故障时的水量计算。
（3）H-ADCP。实时在线监测流量。
（4）测流堰。山洪区河道修建量水堰等量水建筑物。
（5）巡测设备。用于流量巡测， H-ADCP测验位置和仪器参数的调试率定。
（6）其它。含供电、防雷、安全防盗、断面标志、水准点、断面界桩和保护标志、观测道路、测验断面护坡等。
通信与计算机网络是应以现有的广域网、局域网为基础，按照系统需求，对现有网络设施进行完善。建设管理单位（九王庄水文分中心）与市水情中心的信息连接。
应用支撑平台的作用是支撑业务应用和管理数据资源。
监控中心是管理部门运行和运用系统的重要场所，主要包括监控室和会商室等。
3．5系统建设
（1）在进行系统(尤其是大规模系统)建设时，必须统一规划，严格论证，并与有关部门和单位协调合作，整合资源，节约投资且能充分发挥系统的经济效益和社会效益。
（2）监测站点多面广，发展遥测站点可以省人、省钱和有利于弥补驻测站网的不足，测站建设已无人值守的遥测站点为主。
（3）要求系统能够长期稳定、性能可靠并在恶劣气候条件下保持正常工作。
（4）站点处野外环境，要求保证电源、避免雷击和做好盗窃设施。
3．6系统的运行维护管理
天津市山洪区水文测报系统维护应根据国家有关规定和行业业务特点，由水文专业部门组织实施管理，采取加强相关技术培训、健全自动测报系统运行管理的相应规章制度等多种措施，动态或定期的对系统的运行情况进行检查。纳入年度考核指标及安排财政预算等多种形式加以明确维护责任。
4 可行性分析
（1）技术
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