關于沈陽市洪水預警預報系統建設探討

白天竺

(遼寧省鐵嶺水文局， 遼寧 鐵嶺　112000)

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關于沈陽市洪水預警預報系統建設探討

白天竺

(遼寧省鐵嶺水文局， 遼寧 鐵嶺112000)

【摘要】洪水預警預報系統的建設任務是在計算機網絡和信息網絡環境下建立，以數字水文平臺和現代會商環境為支持，利用水文專業預報模型進行洪水預警、預報，并將計算結果進行可視化，做到決策科學化，計算簡捷化、實時化。

【關鍵詞】洪水預警預報； 預報方案； 建設； 沈陽市

1概述

沈陽市洪水預警預報系統總體上實現以下主要目標：

a.河道預報。依據實時降水量預報控制斷面的河流洪峰流量及水位過程。

b.水庫預報。依據實時降水量資料預報水庫的入庫流量。

c.河庫聯合調節預警預報。依據入庫流量過程、水庫調度預案、河道產匯流預報結果進行水庫調節預報。

d.依據實時和預測的水情信息，根據不同河段的警戒和保證標準、水庫的汛限和設計水位實現自動預警。

2系統功能設計

以多種水文模型為基礎，利用高效、便捷的網絡資源和地理信息技術功能，實現流域洪水預報調度的實時化、可視化是當今流域洪水管理信息化和現代化的發展方向。系統結合實際情況，基于實時水情數據庫、歷史水情數據庫和《遼寧省實用洪水預報方案》，建立預報參數數據庫，實現各預報站預報自動化、程序化，同時實現各預報站的實時預報、實時估報。洪水預報系統流程如圖1所示，洪水預報系統功能如圖2所示。

圖1　洪水預報系統流程

圖2　洪水預報系統功能示意圖

定制預報方案就是建立模型組合和流程關系等。對于同一預報斷面可以有多種預報方案。以水文站為控制劃分預報區域，如遼河馬虎山水文站的洪水預報實際上是河道預報斷面和水庫斷面聯合的預報。每個預報斷面還可劃分為若干個單元面積(河段)分別計算。由對話框引導輸入預報斷面的流域參數，如單元面積(河段)數、每個單元面積的雨量站數、站號和權重、河段的上游輸入和各單元面積(河段)的拓撲關系等。為每個單元面積(河段)的產匯流或河道演進選擇計算模型，不同的單元面積(河段)可選擇不同的模型。

3預報方案編制情況

在充分研究流域特性、分析歷史洪水資料的基礎上，采用2003—2006年完成的遼寧大江大河主要控制站、重點防洪工程以及27座大型水庫的洪水預報方案匯編工作，出版了《遼河流域實用洪水預報方案》《遼寧省東部地區實用洪水預報方案》《遼寧省西部地區實用洪水預報方案》三大預報方案；2010年完成全省74座中型和10座小(1)型水庫的預報估報方案的編制。在已有的預報方案基礎上，應用2010年的洪水資料對方案進行補充和修訂，進一步提高方案的精度。

4預報系統

4.1系統建設

準確的具有一定預見期的洪水預報和警報，并與緊急措施相結合，可以減少洪災損失。世界上許多國家將洪水預警系統作為一項重要的非工程防洪措施，并積極致力于現代化的洪水預警系統建設。如：美國在大部分河系上建立了防洪預報通訊網，菲律賓、巴基斯坦等也都建立了這樣的系統。許多國家還把雷達、遙感、微波傳感、衛星通訊等技術引進系統建設，使之成為防洪救災、調度運用、水質檢測等多功能多目標的服務系統。我國的各大江河流域也已建成和著手建設防洪預警系統，在防汛抗洪中發揮了重要作用。

【大意】完全相信《尚書》，那么還不如沒有《尚書》。我對于《尚書》中的《武成篇》，就只取其中的兩三處罷了。

4.2系統功能

系統預報的方法與預報站的預報方案完全相同，預報類型為降雨徑流預報、經驗相應預報、河道洪水演算與區間降雨徑流疊加預報。系統實現了預報站的計算機預報作業。同時可對全部水庫、河道、降雨等水情進行監控和數據分析，通過計算結果發出預警。系統建成后達到以下標準：

a.系統可操作性強，自動化程度高，使水文站、水庫預報方案實用化、程序化，使預報與信息查詢一體化。

b.系統可對報文、遙測數據、網絡連接狀態監視預警。

c.系統可擴充性強，可與國家防汛抗旱指揮系統接軌，避免重復建設。

洪水預報系統涵蓋的預報范圍，一方面滿足各地防汛抗旱部門實施洪水和用水調度的需要，另一方面滿足洪水監視以及洪水警報需要。預報對象分為河道、水庫、蓄滯洪區3類。洪水預報要能為防洪抗旱的不同階段提供具有不同精度和預見期的預報。預報精度和預見期要符合有關規范或滿足防洪調度需要。洪水預報功能結構如圖3所示。

圖3　洪水預報功能結構

4.3河道洪水預報

根據遼寧省實用洪水預報方案、遼寧西部地區實用洪水預報方案、遼寧東部地區實用洪水預報方案，建立預報信息數據庫；連接實時水情數據庫，建設實用洪水預報系統。

4.4水庫洪水預報

工作人員可以根據實際情況，選擇適當的預報方法進行洪水預報，并可比較各種預報方法所得結果，從而得到較為精確的預報結果。為了給會商調度提供更多的信息，還可進行人工干預洪水預報，同時可綜合考慮多個預報方案，做出決策。

4.5監視預警

監視預警系統是在監測信息采集預報分析決策的基礎上，在降雨或水位達到預警指標時，水情工作人員通過確定預警程序和方式，將預警信息及時、準確地傳達給相關工作人員。同時根據防洪預案，及時采取相應防范措施，最大限度地減少人員傷亡。

暴雨洪水監視系統的功能可分為五個方面：水庫抗暴雨監控功能、流域背景圖顯示功能、查詢功能、視頻監視功能、預警發布功能。

a.水庫抗暴雨監控功能。可以根據各個水庫實時水位與其對應的各起調水位抗暴雨能力線和水庫流域上游的遙測雨量數據進行綜合對比。

b.背景圖顯示功能。汛情監視系統是針對某一對象區域(流域或地區)內水文站和其他水利工程的實時汛情進行監視，因此需要基于圖形界面實現對象區域的背景地圖與實時信息的復合疊加。

c.查詢功能。查詢功能是在自動汛情監視的基礎上為值班人員更深入了解相關汛情發展需要而提供的各種定制式的查詢方式，包括降雨、庫水位、流量查詢等。

d.視頻監視功能。視頻監視功能是利用網絡視頻傳輸手段，對各水庫大壩、溢洪道及水尺、各水文站斷面實時畫面進行瀏覽監視。

5結語

a.為消除人類活動(如修建水庫、河堤、城市段橡膠壩等)對天然河道傳統水文預報方法的影響，應用多種水文模型進行降雨產匯流計算，考慮不同的下墊面條件，根據山區和平原區不同的產匯流規律分別建立水文模型，并且根據預報經驗以及實測洪水與預報成果的對比，工作人員可以在界面上直接修改預報的洪水過程，達到人機互補，人機合一，從而提高水文預報的精度。

b.可實現雨未落地前，根據天氣預報直接進行模擬水文預報，延長預見期，為防洪搶險贏得寶貴時間。模型計算所需要的降雨有設計雨量、歷史雨量、人工給定雨量和實時雨量，并與氣象部門預報共享資源實時連接。可以在實時雨量的基礎上，通過氣象部門預估的未來一段時間內的雨量進行計算，提前預報未來洪水情況，真正意義上實現了人與計算機聯合值班，避免了由于水情不斷變化、監測內容繁多所導致的人工監測預報周期長的缺點，大大提高了監控效率。根據預警信息危急程度及洪水可能危害范圍的不同劃分預警級別，將預警信息及時、準確地傳送到相關部門并及時采取預防措施，從而最大限度地減少財產損失及人員傷亡。

c.系統實現了大中小河流、大中小水庫以流域為單元、以水文斷面為節點的聯合預報，為沈陽地區防汛預案制定提供科學依據。通過設置不同水庫的不同調度方式，可以實現不同水庫在不同調度措施下的流域產匯流模擬計算。并且將流域的實時水雨情信息與應用理論模型的預報信息結合在一起，為流域的防洪調度決策起到很好的幫助作用，具有很好的使用和推廣價值。

d.實現了真正意義上的防汛信息資源高度共享和充分會商。水文信息如水位、流量、雨量、蒸發、含沙量等，氣象信息如云圖、雷達、天氣預報、臺風、干旱等，以及水利工程情況、自然地理、社會經濟等信息實現高度共享，使得水文預報方案更加全面和周詳；對水文預報成果可以實現異地充分會商，例如：和省防水情、松遼委水情、中央防指水情，以及縣防、城防等進行基于計算機平臺會商，確保了成果的精度和可信度。

參考文獻

[1]張宏.清水河防洪現狀及對策分析[J].水利建設與管理,2013(11).

[2]王歡.淺談中小河流洪水預報的難點與對策[J].水資源開發與管理,2015(1).

[3]吳富寧.淺談北京市防汛應急預案編制[J].中國防汛抗旱,2007(5).

[4]魯素卿.加強防洪設施建設和管理搞好防洪減災[J].水利建設與管理,2007(2).

[5]靖偉,丁軍,李鋼.金溝河灌區水情監測和用水管理系統的建設[J].水利建設與管理,2007(8).

DOI:10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.07.015

中圖分類號：TV877

文獻標志碼：A

文章編號：1005-4774(2016)07- 0054- 04

Discussion on flood early warning and forecasting system construction in Shenyang

BAI Tianzhu

(LiaoningTielingHydrologyBureau,Tieling112000,China)

Abstract：Construction task of flood early warning and forecasting system is established under computer network and information network environment. Digital hydrology platform and modern consultation environment are adopted as support. Hydrological professional forecast model is utilized for flood early warning and forecast. The calculation results are visualized, thereby achieving scientific decision-making, simple and real-time calculation.

Key words：flood early warning and forecast; forecast plan; construction; Shenyang