辽宁省水文遥测系统汛期作用明显

辽宁省水文遥测系统汛期作用明显
 徐敏  徐凤琴          
 大凌河管理局
 [内容摘要]：辽宁省2006年汛前，遵循最为经济的原则，建设一套高效、可靠、先进、实用的水情信息遥测系统，经过汛期检验，遥测系统的优势凸现。通过对遥测系统雨量精度分析，完全可以满足防汛及水文资料需要。为防洪减灾带来明显的社会效益和间接的经济效益。
 [主 题 词]：遥测   系统   汛期   作用   明显
一、遥测系统目的及必要性
 辽宁省2006年汛前建成了水情自动测报系统，有利于水利部《水情信息新编码标准》
 的实施，并满足与国家防汛抗旱指挥系统同步运行，与世界先进国家的同类系统接轨。
 近年来，各市防水情分中心同省级防汛指挥部建立了全省水情报汛基本网络；初步实现了水情计算机广域网和局域网，但基层报汛站一直沿用传统的人工测报方式。在抗御历史大洪水的防洪指挥调度中发挥着应有的作用。但2005年辽河、浑河流域“2005.08”洪水的防洪调度实践，反映出原有防汛水情测报系统自动化水平还较低，时效性较差。特别是在振兴东北过程中，辽宁的快速发展，给防汛工作带来了新的更高要求。
二、遥测系统建设目标
    1. 建设高效、可靠、先进、实用的水情信息采集系统，全面、快速、准确、及时地为各级防汛部门提供信息服务，为洪水预报、防洪调度、指挥抢险和救灾提供科学依据。
    2. 系统建成后，信息采集、发送、传输、预处理各环节的设备设施得到相当程度的更新、补充和完善，按照行业标准、规范，形成一套统一的工作制度。
    3. 改善基层报汛站的测报手段，提高信息采集点到市防分中心的通信水平，使防汛信息及时传递，为指挥抗洪抢险提供可靠、灵活的水情通信保障。
 4. 继续建设分中心计算机局域网，达到显著提高收集水情信息的速度和质量，增加信息量，实现各级防汛部门信息共享，并为其他各级指挥部门提供水情服务。
 三、遥测系统建设原则
    1  遵循最为经济的原则
    在保证信道稳定、可靠的前提下，必须考虑最为经济的原则。报汛手段优先级别为：
    对于报汛站
    ⑴．GPRS或GSM数传
    ⑵．电话数传或短波超短波数传
 ⑶．微波
 ⑷．卫星通信
   2  遵循公用网和专用网相互结合、互为补充的原则
    充分利用移动数据公用网传输水情信息，避免重复建设。全市所有的报汛站的水情信息传输以无线通信（GPRS）为主要信道，有线通信和卫星通信作为备用信道。
   3  遵循统一领导、统一规划、统一技术标准、同步实施的原则
   4  遵循实用、可靠、先进的原则
   5  根据报汛站重要性，确定不同保障通信方式的原则，省级重点报汛站采用数、话兼容的通信方式。
   6  充分利用现有的遥测信息资源的原则
   7  重要报汛站具有两种数据通信方式的原则
重要报汛站，必须配备两种数据通信设备。既GPRS（GSM）、卫星和有线的报汛方式的设备。
三、遥测系统建设情况
 截至到2010年汛前辽宁省现已建成713个遥测站。测报系统建设是在原中部水资源优化调度系统的基础上改造完成的，汛前，不仅完成了14个水情分中心系统的建设（分中心GPRS网络、接收转发系统），设备情况部分站选用南京水文水利自动化研究所YDH-1A型端机，部分站采用了湖北一方公司的YAC-9900型端机。接收转发软件系统是长委开发的。
 辽宁省遥测站点一览表
序号 分中心 站数
1 沈阳 45
2 大连 85
3 丹东 56
4 本溪 29
5 铁岭 90
6 鞍山 30
7 辽阳 17
8 营口 23
9 朝阳 68
10 锦州 39
11 阜新 73
12 抚顺 75
13 葫芦岛 60
14 盘锦 14
15 省管水库 9
合计 　 713
 
四、遥测系统运行情况
 2006年以来，经过5年汛期系统运行验证，14个分中心及各水库遥测站整体运行情况良好，GPRS实时在线，远程遥测的优势凸现。系统最大的优点就是信息的及时性，特别是在各分中心降水发布信息时及降水量统计过程中效果明显。
 经过防汛自动测报系统汛期的运行，省市级防汛水情分中心的测报设备、设施得到了全面、很大程度的改造。全省的水情信息采集、传输、处理等各个环节更加衔接紧密、形成整体，其现代化水平有质的飞跃。主要优点体现在：
 1. 雨量、部分站水位实现自动观测、长期自记、固态存储，改变了原来人工观测或纸介质记录的落后面貌。尤其是实现了无人值守、长期自记，使委托雨量观测摆脱了受委托观测员技术水平低、责任心差而导致的资料质量下降、错报漏报现象时有发生的难题。
 2. 所有雨量站及部分水位站资料存储自动化。
 3. 降雨量、水位数据从采集点到站房、分中心、省中心、国家防总基本实现了数据自动传输。通过2006～2010年汛期试运行完全达到了预期目的。
五、信号畅通率统计分析
 由于采用GPRS作为主信道，各个端机通讯模块处于24小时在线工作状态。各站点采集到的数据报文的发送与否由端机软件的软件控制执行的。从统计表中畅通率的统计结果可以看出多数站畅通率较高，部分站的畅通率比较低。而采用新型YAC-9900端机的站，既有GPRS主信道又有短信备用信道，定时报能够准确及时报送分中心。
六、遥测系统雨量精度分析
 1、典型场次日降雨对比分析
 这次选取辽阳2008年6－8月份的三场大的降雨进行了对比分析。从对比分析表中可以看出，在这误差比较大几次降雨发生在辽阳站6月13日误差达到了16.4％，前烟台站6月9日和7月31日误差分别达到了10.2％和33.5％，其它各次降雨误差在±10％以内。选取沈阳分中心日雨量对比分析结果。
编号 站名 日期 自动测报 人工观测 误差
   （毫米） （毫米） 
1 邢家窝棚 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 黄腊坨 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 辽阳 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 唐马寨 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 黄堡 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 大东山堡 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 前烟台 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%

沈阳分中心日雨量对比分析汇总表
序号 站名 遥测分辨率（mm） 人工报汛数据误差（%） 遥测接收与存储数据误差（mm）
   平均 最大 最小 超标次数 总次数 合格率 平均 最大 最小 超标次数 总次数 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 红旗卜 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 马虎山 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 辽 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 东陵 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 张强 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 陈相屯 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 花古水库 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
分中心统计 　 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、逐月降雨量对比分析见附表
 本次分析随机选取65个观测站6～8月降雨总雨量进行对比分析，除个别站月有故障外，6月份误差小于10%的占70.8%，7月份占87.7%，8月份占76.9%，三个月平均78.5%。完全可以满足防汛及水文资料需要。
3、各分中心6—8月降雨量误差范围
 本次选择12个市逐日雨量进行分析，各地最小误差均为0；最大误差在11.3%～32.2%，详见下表。

辽宁省部分防汛分中心遥测与人工雨量绝对误差分析
序号 分局名称 逐日平均误差 各站最小误差 各站最大误差
1 铁铃 8.1  0 20.2
2 沈阳 7.6  0 23.3
3 抚顺 10.5  0 21.7
4 本溪 8.5  0 11.3
5 辽阳 11.4  0 17.9
6 鞍山 9.4  0 16.4
8 大连 3.4  0 14.6
9 丹东 14.1  0 24.1
11 阜新 12.0  0 24.3
12 锦州 14.6  0 32.2

七、自动测报系统汛期效益明显
 该系统从2006年汛期开始试运行，遥测数据已在防汛中发挥作用。2006年至2010年汛期，发生大暴雨时，遥测系统比人工报汛更快地反映出各流域及河流河网水位急剧上升的变化情况，使各地级防办及时获取防汛信息，调度洪水，减轻洪灾损失。
         特别是  2010年辽宁遭遇6次强降雨袭击，各流域发生较大洪水过程中，更加显现了雨量遥测系统的优越性，实时显示雨情变化，为防汛调度赢得时间，弥补了人工报汛的不足，一般不到30分钟就能收齐全流域的雨情和水情，充分显示了其实时性的特点。
        辽宁水文遥测系统不仅采集数据迅速，而且为水情分析、防汛调度提供大量了的信息。满足了省市级防汛部门的需求每小时上报各地雨情的要求，为各级防汛部门的防汛会商、水情分析提供了第一手资料，为流域的防汛调度抢险发挥了直接的社会效益和防洪减灾的间接效益。受到了有关部门的高度评价。
八、遥测系统存在的问题及解决办法
 系统在运行过程中也出现了一些问题，下面就遥测系统与人工观测数值进行比较分析后，发现的问题归纳如下：
 1、各遥测站点端机的问题。
 采用GPRS后模块处于24小时工作状态，功耗较以前短信方式大许多，对蓄电池的容量要求高一些。蓄电池亏电而停报的问题。解决办法常充电。
 2、有的设备性能不太稳定，有跳变数据，解决办法人工监视及时删除跳变数据。遥测雨量器信息传输采用GPRS方式，GSM为备用信道，但是由于移动公司经常检修维护或升级GPRS系统，有时GPRS会中断的情况。
 总之，汛期遥测系统发挥了巨大的作用，当GPRS中断的情况下，GSM备用信道也能及时地传递信息，为防汛减灾提高了工作效率，同时也能监督各站是否存在迟、缺、漏、错的现象。
  [参考文献] [1] 魏文秋 水文信息技术 武汉大学出版社 ISBN：7307037467出版日期：2003-2-1
  [2] 戢运丽　统计学原理 华中科技大学出版社 ISBN: 7560938477 出版日期: 2006-10-1
 [作者介绍]：徐敏 男，辽宁朝阳人，生于1959年 。在辽宁省大凌河管理局工作，工程师。
 联系方式：沈阳市沈河区文萃路265号 邮编110015 徐凤琴 电话024-88500059