数字水文
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水资源管理中的水文数字化技术研究水是一种基本的自然资源,大自然赋予了我们丰富的水资源,但是人类大量的开采和使用,加上全球气候变化等因素的影响,使得水资源的供需矛盾日益突出。
如何科学合理地管理好水资源,成为了当前我们面临的一个重要问题。
其中,水文数字化技术作为水资源管理中的重要手段和研究方向,正在得到越来越多的关注和应用。
水资源管理中的数字化技术水资源管理中的数字化技术,主要包括水文数字化技术、水文预测、水文信息系统等。
数字化技术的应用,可以有效地提高水资源管理和利用效率、减少水资源在管理过程中的浪费、提升水资源保护和利用的质量,因而具有非常重要的实际意义和广阔的应用前景。
其中,水文数字化技术的应用范围广泛,其包括了水循环各个环节的全过程,可以建立完善的数字化水文学模型,分析与预测水资源的变化规律、优化水资源的利用方式、以及制定水资源保护和治理政策等。
在汛期等特定情况下,水文数字化技术可以进行快速预测,及时调度水库,减少洪水灾害的影响;在旱情期,可以及时调整农业灌溉和工业用水等,以提高水资源的有效利用率,从而达到最优的节约与保护的目标。
数字化技术助力水资源管理正因为在水资源管理中,水文数字化技术的应用具备了如此的重要意义,因此在许多国家和地区都成为了重点研究领域。
同时,一些国际组织也投入了大量的资金和人力资源用于水文技术研究,以便更好地保护全球的水资源。
在数字化技术的帮助下,水资源管理的现代化和智能化水平得以提高。
例如,在中国已经建立大型的水资源管理信息系统,全国重点水库均已通过自动化设备进行实时监控,相关数据可以快速进行交互和共享,以便更好地实现水库和水源的统一管理。
在美国和加拿大等地,数字化技术也得到了广泛的应用,从而使得水资源的管理更加精细和有效。
这些数字化解决方案的拥有,对于提高水资源的管理和保护起到了积极的推动作用。
技术发展牵动着人们的目光随着科技的不断进步,水文数字化技术也在不停地升级和完善。
水资源管理中的最新技术与方法第一章概述水是地球上生命存在的基础,也是人类社会发展的重要资源。
随着人口的增加、工业的发展以及气候变化等因素的影响,全球水资源的供需矛盾日益加剧,严重影响着人类的生产和生活。
因此,如何科学、高效地管理水资源已成为全球关注的焦点。
近年来,随着科技的进步和创新的不断推进,水资源管理也出现了一些新的技术和方法。
本文将就水资源管理中的最新技术和方法进行探讨。
第二章数字水资源管理数字水资源管理是利用现代信息技术和计算机技术对水资源进行管理的一种方法。
它包括数字水文、数字水资源术语、数字化地图等内容。
数字水文是指应用计算机技术对水文数据进行处理、分析和模拟,从而实现水资源的快速、准确评估和有效预测。
数字水资源术语是指将水资源管理涉及的术语、概念、数据进行标准化,使得不同来源的数据可以进行比较和统一处理。
数字化地图是指将实地地形图数字化,配合各种数字水文数据,实现水资源管理的精确地图化。
数字水资源管理提供了高效、精确的水资源管理工具,帮助人们更好地分析、处理、预测和管理水资源,已成为水资源管理中常用的手段之一。
第三章空间信息技术在水资源管理中的应用空间信息技术是指应用地理信息系统(GIS)和遥感技术对地球表面上的任何对象进行定位、测量、记录、分析、存储和显示信息的一种技术。
在水资源管理中,GIS和遥感技术可用于收集、处理、分析和显示各种水文数据以及在水资源规划中进行空间分析。
例如,GIS可以用来分析河流和湖泊的面积、水量、水质等,帮助管理者控制污染和进行污染治理。
而遥感技术则可以用于监测水体面积、深度、流速等参数。
通过这些技术的应用,可以使水资源管理者更加全面、深入地了解水资源的状况,并定位并处理可能存在的问题。
第四章水循环和水资源保护技术水循环指的是水从蒸发、降雨、流入水系、蓄水、地下水透漏循环到再次蒸发的过程。
水循环过程中,水遭受的污染和浪费对水资源的利用带来了很大的挑战。
为此,现代水资源管理采用了多种技术和方法,以保护环境、节能减产和提高水资源利用率。
水文水资源数值模拟及其应用实践水是人类生命的重要物质和基础资源。
随着全球人口的增加和工业化程度的提高,水资源变得越来越稀缺。
为了科学合理地管理和利用水资源,必须对水文水资源进行定量的研究和模拟。
本文将就水文水资源数值模拟及其应用实践进行探讨。
一、什么是水文水资源数值模拟数值模拟是指通过计算机模拟技术对自然界的一些现象、规律等进行数学上的描述和计算,在计算机中通过数学模型来模拟自然界中的一些现象和规律。
而水文水资源数值模拟则是对自然水文过程和水资源变化进行数字计算处理的一种方法,通常采用数值计算机程序对水文过程中的水文要素进行定量模拟和精确计算。
数值模型是水文水资源模拟的核心,通过建立水文数学模型和数值模拟,可以通过电脑计算来模拟水文过程及水资源量的变化,从而预测洪水、干旱、水资源变化等。
数值模型应当能准确反映水文过程的动态变化,例如地下水、河流水文、降水、蒸发、径流等指标。
二、水文水资源数值模拟的应用实践1. 水资源管理水资源数值模拟是水资源管理的重要手段。
通过建立水资源模型,可以更好地了解水资源在时间和空间上的分布及变化规律,进而根据水资源的情况来合理分配、合理利用,降低水资源的浪费程度,从而更好地保障各地区的水资源形态和水资源保护。
2. 洪水预测洪水导致的损失巨大,经常给人民生命和财产造成极大的影响。
因此,利用水文水资源数值模拟进行洪水预测,有助于提前发现洪水组织安排和应急处理,以预防和减轻洪水灾害的危害。
3. 干旱监测和应对干旱是自然界中常见的水文过程之一。
经常发生的干旱会给农业、生态、经济和人类居住环境带来极大的影响。
利用水文水资源数值模拟可以进行干旱的监测和预测,并制定出相应的对策和措施,从而更好地应对干旱带来的各种问题,维护人民的社会和经济利益。
三、数值模拟存在的问题和挑战1. 气象和水文数据不足由于历史原因和科技发展水平不同等因素的影响,各地区的气象和水文数据质量不同,有的地方甚至缺乏现代气象探测设备和水文监测测站,导致了相应的数据质量问题,该问题影响着水文水资源数值模拟精确度。
智慧水文建设概述智慧水文建设概述智慧水文建设作为当前水利领域的热门话题,正在以惊人的速度改变着传统的水利管理方式。
随着信息技术的快速发展,对水资源的高效管理和保护成为了当务之急,而智慧水文建设正是应运而生的解决方案。
本文将从深度和广度两个维度来评估智慧水文建设,并探讨其对水利管理的影响。
一、深度评估1. 智慧水文建设的定义和作用(基本信息)智慧水文建设是指运用信息技术手段,将各种传感器、网络和智能算法应用到水文监测、水利管理和水资源调度等方面的建设。
其作用在于提高水资源的管理效率,实现精确的水文预测和合理的水资源配置,为保障和发展水利事业做出贡献。
2. 智慧水文建设的核心技术(关键技术)智慧水文建设的核心技术包括传感器技术、无线通信技术、云计算技术、大数据分析技术和人工智能技术等。
传感器技术可以实时获取水文数据,无线通信技术可以将数据快速传输到中心服务器,云计算技术和大数据分析技术可以提供强大的数据处理和分析能力,而人工智能技术可以实现智能判断和决策。
3. 智慧水文建设的应用领域(应用场景)智慧水文建设可以应用于水文监测、洪水预警、水资源管理、水环境保护等领域。
通过实时监测水文要素,预测洪水和干旱等自然灾害,优化水资源配置,提高水利工程的运行效率,减少水环境污染,实现对水资源的科学管理和可持续利用。
二、广度评估1. 智慧水文建设对水利管理的影响(内涵解读)智慧水文建设对水利管理带来了巨大的变革,它实现了水资源的数字化、网络化和智能化管理。
通过监测数据的实时采集和分析,水利部门可以更准确地掌握水资源的状况,优化水资源的配置和调度,提高水利工程的安全性和效益,从而实现水资源的可持续利用和保护。
2. 智慧水文建设的前景和挑战(未来展望)智慧水文建设在未来将发挥更重要的作用。
随着技术的不断进步和应用的深入推广,智慧水文建设将实现更高级的人工智能应用,使水利管理更加智能化和自动化。
然而,智慧水文建设也面临着数据安全、隐私保护和技术标准等挑战,需要综合考虑技术、经济、环境和社会等因素来推进。
水文地质调查新方法与技术要求
水文地质调查是对地下水系统进行深入了解的关键步骤。
随着科技的进步和发展,新的水文地质调查方法和技术不断涌现,这些方法和技术能够更加精确、全面地获取地下水系统的信息。
为了更好地开展水文地质调查工作,以下是一些新方法和技术要求:
1. 高分辨率地质调查技术:这种技术能够在地表和井孔中获取高精度的地质信息,包括地层、构造、水文地质条件等。
高分辨率地质调查技术可以帮助准确判断地下水的流动状态和水质状况。
2. 地球物理勘探技术:地球物理勘探技术包括电法、重力法、磁法等多种方法,能够对地下水系进行三维成像和研究。
这种技术可以帮助识别地下水的流动路径和水文地质特征。
3. 地球化学调查技术:地球化学调查技术能够对地下水进行全面的水质分析和监测。
通过对地下水中各种元素和化合物的浓度进行分析,可以判断水质是否符合标准,及时发现污染源,并采取相应的治理措施。
4. 数字水文地质模拟技术:该技术使用计算机模拟地下水的流动、水位变化、水质变化等过程,预测未来的地下水演变趋势和水资源利用情况。
数字水文地质模拟技术可以为地下水资源的合理开发和管理提供数据支持。
总之,对于水文地质调查工作,我们需要根据具体情况选择合适的方法和技术,并结合地质勘察、水文地质分析、水质监测等手段进行全面的研究。
只有通过不断创新和发展,才能更好地了解地下水系
统的运动规律和水质特征,确保地下水资源的可持续利用。
第24卷第5期 人 民 黄 河 Vol.24,No.5 2002年5月 YEL LOW RIV ER M ay,2002 黄河“数字水文”框架赵卫民,王 龙,杨 健,谢 莉(黄河水利委员会水文局,河南郑州 450004)摘 要:水文信息是整个水利信息中数字化程度最高的信息。
随着信息技术的飞速发展,对水文信息的采集、加工处理、决策与信息服务的方式都将产生重要影响和变革,信息技术加速向水利行业的渗透,为实现从传统水文向现代水文的转变提供了有效的途径。
黄河“数字水文”就是借助“数字地球”的理论和方法,建设满足现代治黄需要的大型信息系统。
“黄河水文”基本架构由信息采集与传输体系,网络平台,信息处理与存储体系,信息挖掘与分析体系,暴雨、洪水预报体系以及信息服务与决策体系六大体系构成。
其架构策略是以应用需求为导向,通过重点项目的实施,分阶段逐步实现。
关 键 词:数字水文;框架体系;预报;网络;暴雨洪水预警预报系统;黄河中图分类号:P33;T P391 文献标识码:A 文章编号:1000-1379(2002)05-0007-02 水文是水利的基础,黄河水文工作是黄河防汛抗旱指挥决策的耳目和参谋,是流域水资源开发、利用、管理、保护以及水工程规划、设计、施工、运行、管理的依据,是流域经济和社会发展的重要基础工作。
目前,已形成了由133处水文站、36处水位站、774处雨量站、35处蒸发站和1处大型水面蒸发实验站组成的委属水文站网体系,获得了连续、完整的雨量、水位、流量、含沙量、蒸发量、水温、水质以及水库、河道、滨海区地形、潮流等观测资料系列。
水文信息是整个水利信息中数字化程度最高的信息。
从基本信息的采集、整编到信息的加工及产品的制作、发布等均有坚实的数字化基础。
当今信息技术飞速发展,对水文信息的采集、加工处理、信息服务的方式都将产生重要影响和变革。
信息技术以及计算机、通信网络、微电子、计算机辅助设计、3S (遥感、地理信息系统、全球定位系统)等一系列高新技术加速向水利行业的渗透,为实现从传统水文向现代水文的转变提供了有效的途径。
专业◆人才◆校企专业水文基础测验设施的现状及数字水文展望吕清华,姚珠晖(湖南水利水电职业技术学院,湖南长沙410131)作者简介:吕清华,男,讲师,工作单位:湖南水利水电职业技术学院。
一、水文测验设施目前现状经过建国以后几十个国家对水文事业发展的投入,水文测验设施建设有了长足的提高,尤其是近十年,国家对水利投入逐年增加,作为水利一部分的水文事业,趁此发展机遇,加大设施设备的投入,不但改善了前几十年落下的设施设备在区域发展不均衡、技术含量低、科研与生产不结合没有形成生产力等落后面貌,还将专业人才和尖端科技手段引进水文行业。
目前,所有尖端前沿科技手段在水文设施设备的应用中均有体现。
但是,与发达国家比较我们还有很大的差距。
目前,水文测验手段与设施设备的现状大致可以概括为以下两种情况。
(一)传统测验手段与现代测验方法结合目前,水文系统的水文测验设施设备,大部分还是按照传统的水文测验模式进行。
水位观测依然保留了人工观测对自动测报进行校核;降雨量、蒸发量观测也保留了人工观测段次以对自动测报系统进行校核;流量测验,主要是采用流速面积法计算流量,采用的仪器不外乎转子式流速仪、旋杯式流速仪;浮标法测流这种古老传统的测验方法依然在很多水文站得到保留应用、深水浮标、小浮标以及量水建筑物法也有存在的空间……与此同时现代水文测验方法冲击着传统水文的设施设备。
水位、雨量的固态存储方法以及数据远传、自动拍发水文情报的先进手段,改变了人工固守观测点的传统模式;多普勒超声波新的流量测验模式让我们水文职工个人耳目一新,打破了断面的概念,流量在线系统不但更新了流量测验方法而且正在挑战传统的整编模式,把水位─流量关系更新为时间─流量关系;计算机技术、网络技术、卫星通讯技术已经深入水文测验的每一个工作过程,使我们在世间和空间上面得到很大的自由,为防汛减灾决策争得了更多的时间。
(二)常规测验设施设备与尖端科技仪器并存缆道、水位井、测轮、浮标、吊船索、测桥、经纬仪、水准仪、自己雨量计、蒸发皿、粒径计、天枰、横式采样器……,这些我们非常熟悉的水文测验设施设备正在被多普勒超声波流速剖面仪、固态雨量存储器、雷达水位计、压力式水位计、雷达流速仪、ADCP 在线流量测验系统、雷达波在线流量测验系统、GPS 全球定位系统、远红外测距仪、超声波测深仪、遥控电动船和三体船、移动式水质监测车所取代。
浅谈“数字水文”和“水文社会化”的相关问题作者:贾卫星来源:《科技资讯》 2012年第18期贾卫星(四川二滩国际工程咨询有限责任公司成都 611138)摘要:随着21世纪 IT信息产业快速发展现状以及水文行业滞后的实际情况,结合水环境不容乐观的现实和水资源稀缺趋势,对“数字水文”和“水文社会化”近几年出现的一些新问题、新现象、新技术、新概念进行阐述。
肯定了信息产业在水文行业的作用和地位,粗略地勾勒出水文发展的自动化、信息化的趋势和方向。
关键词:数字水文水文社会化信息技术中图分类号:P33 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0029-01在当前全球环境中,水文事业是国民经济建设和社会发展的基础性、公益事业,在信息科学和信息技术蓬勃发展和水资源逐渐成为稀缺资源的背景下水文信息化工作必须得到重视和加强,水文必须超前发展。
我国信息化进程起步晚,在知识经济时代和迎接全球信息化新机遇的同时所面临的挑战也是十分严峻的,任重而道远。
信息化的关键在于行业发展、技术创新、人才培养,信息化程度具体可以表现在行业信息系统硬件、软件的建立和完善上。
1 “数字水文”1.1 数字水文数字水文:“数字水文”是一个系统工程。
实质地说,数字水文就是要求水文行业相关工作和水文信息从采集到记录、存储、整理、传输、发布、应用……整个过程全部实现自动化、智能化、无纸化、数字化、网络化。
实施数字水文是全社会的行为,需要有政府、公众和学术研究机构参加,需要全社会的关心和支持,对水文行业来说是一次行业提升,是一次新的行业技术革命,将改变水文的生产方式和水文人的生活方式,进一步促进水利的发展和推动社会、经济、环境、文化等各项事业的进步与发展。
数字化的水文有以下几个特点。
(1)计算机技术的普及和应用:计算机技术,网络技术和数据库技术的成熟使水文数据获取、处理和使用更方便、更全面、更快捷、更精确、更科学,也使许多机构开始大量、方便应用水文信息。
水文观测资料的有效数字与数位水文资料观测的结果是以数据来反映的。
数据可以简单到一位数,也可复杂的无限位。
数据在表示方法上,需要遵循一定的规则,才能既满足我们生产对观测成果的需要,符合生产应用的精度,又不至于出现数据臃肿,增大资料保存的成本。
有效数字和数位就是对观测数值表示方法的一种规定,按一定的数字位数和取舍方法对观测数据进行取舍,得到满足应用的数据。
有效数字在取舍时,分数位取舍和数字取舍两种过程,都将产生一定的取舍误差以及造成资料统计的累计误差。
对有效数字以及取舍方法的了解,有助于结合我们的生产需要选择合适的有效数字及取舍方法。
标签:水文资料有效数字数位方法1 概述水文资料观测是与数据打交道的,水文资料观测的结果就是以数据来反映的。
数据是“进行各种统计、计算、科学研究或技术设计等所依据的数值”[1]。
数据可以简单到一位数,如“0,1,2,3”等。
也可复杂的无限位。
如我们熟悉的圆周率,一般来说,我们说数值是“3.14”;1973年,有人就把圆周率算到了小数点后100万位,并将结果印成一本二百页厚的书,可谓世界上最枯燥无味的书了;1989年突破10亿大关,1995年10月超过64亿位;1999年9月30日,《文摘报》报道,日本东京大学教授金田康正已求到2061.5843亿位的小数值,如果将这些数字打印在A4大小的复印纸上,令每页印2万位数字,那么,这些纸摞起来将高达五六百米”。
显然,我们的水文观测资料不能这么做。
我们要用大量的数据表示复杂的水文客观现象,要用有限的数位表示大量的水文信息,这就引入了有效数字与数位的概念。
数据在表示方法上,需要遵循一定的规则,才能既满足我们生产对观测成果的需要,符合生产应用的精度,又不至于对资产造成较大的浪费,有效数字就是基于这一要求的数据表示方法。
2 有效数字的概念和数位2.1 有效数字的概念有效数字是以一定的精确度表示数据的一种方式,具体地说,有效数字是指在分析工作中实际能够测量到且合理表示出的数字。
数字孪生水文站标准1. 引言数字孪生水文站是利用数字孪生技术对水文站进行数字化建模,实现水文站数据采集、数据处理、预测分析、优化调度等功能的系统。
本标准旨在规范数字孪生水文站的建设和管理,提高水文站数据采集和处理效率,为水资源管理和防灾减灾提供可靠的支撑。
2. 规范性引用文件以下文件对于本标准的理解和实施具有重要意义,因此被列为规范性引用文件:- GB/T 35291-2021 水文站网技术管理规程- SL/T 427-2021 水文情报预报规范- SL/T 33-2021 水文测报规范-水利部令第42号水文管理暂行办法-水利部公告第33号水文监测数据通信规约3. 术语和定义数字孪生水文站:利用数字孪生技术对水文站进行数字化建模,实现水文站数据采集、数据处理、预测分析、优化调度等功能的系统。
4. 缩略语和符号数字孪生:Digital Twin,DT。
5. 数字孪生水文站概述数字孪生水文站是利用传感器、通信、数据处理等技术对实际水文情况进行数字化建模,实现对水文站的实时监控和预测分析。
数字孪生水文站可实现数据采集、数据处理、预测分析、优化调度等功能,为水资源管理和防灾减灾提供可靠的支撑。
6. 数字孪生水文站系统架构数字孪生水文站的架构包括数据采集层、数据处理层、数据应用层和安全保障层。
数据采集层负责采集水文数据,数据处理层负责对采集的数据进行处理和分析,数据应用层负责将处理后的数据应用于实际业务,安全保障层负责保障系统的安全性和稳定性。
7. 数据采集设备技术要求数字孪生水文站的数据采集设备应满足以下要求:(1)应采用高精度传感器,以保证数据的准确性和可靠性;(2)应具备数据传输功能,将采集的数据实时传输至数据处理中心;(3)应具备自适应调节能力,以适应不同环境下的数据采集需求;(4)应具备远程控制功能,以便于对设备进行远程管理和维护。
8. 数据传输设备技术要求数字孪生水文站的数据传输设备应满足以下要求:(1)应采用高速率、大带宽的通信设备,以保证数据的实时性和传输效率;(2)应具备数据加密功能,保证数据的安全性;(3)应具备远程管理功能,以便于对设备进行远程管理和维护。
建设数字水文为现代水利作好数据支撑汪庆,谈新(孝感市水文水资源勘测局,湖北省孝感市,432000)摘要:随着社会和经济的发展以及国家一号文件的发布,我省的水文事业迎来了发展的春天,各项事业都取得了跨越式的发展。
湖北,作为千湖之都,传统水文强省,我们拥有很辉煌的历史,取得了很多成就,然而,科技及信息产业的飞速发展明显快于水文事业的发展,近些年水文事业的发展出现了一些新问题,新现象,新技术,尤其是在数字水利这个新概念提出的大环境下,我们必须正视传统水文部分领域的缺陷,取长补短,与时俱进,实现水文事业的信息化,才能使湖北水文屹立于强省之林。
本文主要水文业务方面阐述水文信息化的重要意义。
关键字:数字水文;水文勘测;水情信息网络;水资源;GIS;数字水利水文是水利中至关重要的一部分,是防汛抗旱指挥部的耳朵和眼睛。
流域水资源合理开发、运行调度、管理、保护,水利工程新建、设计、施工、运行、管理都需要水文数据做坚实的后盾基础[1]。
正是由于水文的地基作用,所以对在信息的采集、加工处理、信息服务的方式都提出了更加正确性,准确性,真实性的要求,然而随着信息技术以及计算机、通信网络、微电子、计算机辅助设计、3S(遥感、地理信息系统、全球定位系统)等一系列高新技术向水利行业的快速渗透,如果不实时革新,则必然面临着落后甚至淘汰。
高科技的计算机水平及灵敏的信息化技术,也让水文事业的全面信息化、现代化提上了日程表。
1 数字水文的提出数字水文是地球空间多源水文信息的数字集成。
它的核心是将传统的站点观测水文数据与数字地球中各种原数据,经过同化系统的加工处理,产生数字化的、覆盖整个流域或者流域区域空间的、多重时间和空间尺度的、多重要素的、对水文分析有用的数据产品,为各种水文工作和有关的农业、林业、环境、交通等建设部门提供所需的数字化水文信息,为地球的其他系统(大气、地质、生态、环境等)的数据化提供与水、能循环有关的数字化状态和通量变量,为进一步揭示地球水圈的基本规律的科学研究提供数字化信息平台。
作为业务人员,笔者认为,必须全面提高局内重要科室的信息化,才能促进整个信息化事业在整个里深入人心,潜移默化。
下文分别从先进的计算机软件和设备来改变了传统水文的不同业务领域,让水文工作更加时效、快捷和准确。
2 数字化水文涉及的领域2.1 水文基础业务传统的水文办法,是人工记录水位、摘录雨量、录入蒸发量,人工计算输沙率和糙率,在这个工程中,数据量繁多,经时旷日持久,由于疏忽造成的错误不可避免。
一旦实现了数字化,即是用先进的技术如翻斗雨量计、虹吸式雨量计来采集雨量,用水位遥测仪记载水位,转化成移动信号GPRS,输给计算机记载水位,用水量的减少量由地线传导入室内计算机得到蒸发量数据。
利用流量信息采集处理系统,自动测量起点距,流速仪信号自动转化,将传统测量实现半自动化甚至全自动化。
运用超声波测量水深,数字超生测深仪在GPS定位系统的引导下对水下进行测量,实现水下地形的测绘任务。
涵闸站和水电泵站,也可适时适当地技术对闸门和发电机组实施遥测,达到一开闸,计算机则能显示开关闸时间和开启高度及孔数。
创立完善的数据库管理系统及信息处理系统,对水文信息化建设的数据实时清查和校核,对各类信息自动分类、自动入库,利用数据库技术和网络技术建立可靠的信息存储体系,确保数据不会遗失。
通过信息分析处理功能,得出结论,实现有人看管,无人值守的新型水文测站。
2.2水情基础信息处理为实现“更全、更准、更快、更新”的要求,必须从水情现状和水情信息化的基本需求出发,结合水情信息管理结构的特点,实现水情信息的快捷化和精确化。
建立暴雨预报系统,实现降水监测分析、天气形势分析、短期定量降水预报、临近降水预报以及较高精度的流域面平均雨量估算、流域短历时定量降水预报、致洪致灾暴雨警报等功能,实现预报成果的时间、空间分布输出。
摘录历年各个水文测站历史年最低水位,画出旱限水位图,更加全面的了解整个流域内的保养水能力,优化水库运行调度。
2.2.1 GIS网络地理信息技术防汛水情会商系统采用基于GIS的网络地理信息技术, 应用交互式网页技术, 实现系统和用户的良好交互, 体现了GIS技术与水情信息的高度融合,系统功能强大、可视化程度高、快捷方便。
系统支持已更新的实时水情数据库, 实现在电子地图上对流域基本水文站、大型水库、行洪河道、重点堤防、分洪口门、蓄滞洪区等的基本信息、图片和视频的查询、统计、分析和显示。
同时, 在电子地图上实现了水情查询, 包括时段雨量累计、逐日雨量过程线、雨量等值线、雨量等值面的各种数据信息的查询、统计、分析和显示。
通过该系统提供的图表, 可以直观清楚地表达雨水情分析结果, 为防汛领导的决策提供科学的理论依据, 充分发挥了防汛耳目、参谋的作用。
防汛水情会商系统的相关界面, 见图1:图1 防汛水情会商系统2.2.2 防汛抗旱中计算机技术与通讯技术建立利用多种通信信道组成的星型报汛网和众多的报汛站一起组成了水情信息采集系统,不仅满足了对对上下级之间的协调报讯任务,而且达到了职工日常办公所需的网络服务。
两套综合布线系统均采用物理隔离的, 用千兆以太网技术, 形成了安全、稳定、可靠运行的网络体系, 为实现电子政务系统、建设防汛水利数据中心,很好的满足了到报率要求。
以存盘方式采集的历史数据经过分析,能够很好的模拟上游雨量站点雨量数据对下游水位、流量的影响时间及大小,历史资料准确、完整、快捷,为水位预报提供了科学、坚实的基础。
大旱期间旱限水位的确定,是江河湖库干旱预警等级的重要指标,是启动抗旱应急响应级别的重要依据,使运行调度有章可循,合情合理,通过水情信息及时科学调度应对旱情。
2.2.3 水库管理空间信息系统及时获取水库基础信息,提高水库运用效益,发挥水库服务功能,水库管理空间信息系统不仅在防汛中不可或缺,而且在抗旱作用中至关重要。
利用水库管理业务和GIS技术相结合的方式,辅以Web service技术开发出来的包含数据管理、业务分析、数据统计等业务功能,这些功能为提高水库保护范围线划定工作效率和成果质量提供了有效技术支持。
其详细管理流程如下图2所示:图2 水库管理空间信息系统数据库由图可知,水文信息化主要运用了水利基础数据库这一主要功能。
2.3 水资源合理开发利用2.3.1水资源管理系统水资源管理是对水资源量、质、温、能的全要素管理,对水资源治理、开发、利用、配置、节约、保护的全方位管理,对水资源供给、使用、排放的全过程管理,其核心是对全社会水资源开发利用行为的监督管理。
现阶段水资源调度管理系统是能够满足信息化的系统之一,该系统的基本结构有数据库、模型库、在线数据库采集系统、综合信息管理子系统、综合分析与决策支持子系统、实时控制子系统几个部分组成。
其核心是综合分析与决策支持子系统以及数据库、模型库。
最终能够实现综合分析与辅助决策成果以实时报告和多媒体报警信号的形式进行动态输出,以供决策部门进行水资源配置和管理参考并且通过远程控制系统将输出指令直接作用于可控制自动化水资源调配和控制设备。
另外加强对流域及区域水资源动态监测,开展水资源监控体系建设,提供水资源信息,服务于水资源决策和公共服务,为各级政府减轻水资源短缺灾害,应对气候变化和应急供水事件,完成重大水资源调度配置工程建设、主体功能区划及区域开发、水资源开发利用等方面提供水资源服务。
2.3.2 城市水资源GPS网城市水资源GPS网是一个全天候、连续、统一的水文监测基准框架控制网,它通过虚拟技术达到快捷、高效地建立一个地区城市动态测绘控制网,达到满足水文监测的动态需要,加强城市水文设施建设,提高城市水文现代化水平,为城市防洪决策和工程运行调度提供准确及时的水文信息[3]。
这项技术在宏观上整体把握整个城市的水量大小、分布区域。
也能从微观上截取各个小流域内的水资源总量,在江苏省已经试运行成功。
3数字水文建设中的难点数字水文的建设,弥补了站点不足,提高了水文基础工作实效性及准确性,为水文分析,水利部门决策带来强有力的数据支撑。
但我省水文点多面广,地区水文下垫成面各要素复杂,进口和国产的水文数据采集设备在具体应用与对比观测仍在探索之中,把这些先进的设备投入生产后,要保证水文数据的准确性、及时性,以及入库分析还需要一段很长的过程,市场上现有采集设备如何来匹配情况各异的水文站点,还需要在实际使用中进行分析总结,个别站点涉及量身定作的现象。
机遇和挑战并存,在加大力度使水文行业提供“更全、更准、更快、更新”服务的大机遇下,水文各要素采集站点大量增加,解决了水文基础数据不完整的缺陷。
同时也给水文工作者带来了两个方面的挑战,一是硬件方面,设备的维护,由于对数字电路、无线电技术上面的不足,设备的维护成了“黑匣子”,准确的排除故障需要长时间的学习。
二是软件方面,大量水文数据的分析系统设计开发要考虑到当前水情信息管理和各水文管理部门及防洪抗旱指挥部门的需要,实现水情信息集中管理、实时信息查询分析、动态监测报警、辅助决策、远程数据采集以及其他水文业务功能,为水利行政部门提供决策支持,以最短的时间、最少的人力、最少的物力合理进行调度分配,最大限度地减少灾害损失,保障人民生命财产安全,为防洪搞旱的胜利发挥重要作用。
此外,开发系统还为了满足普通民众对水情实时信息、水文实时动态、水文知识的关心和了解,实现局域网及广域网的信息共享服务,我们任重而道远。
4 数字水文的现实意义数字水文是数字水利的基础,数字水利是数字水文的支撑,要加快数字水文的建设,为实现数字水利奠定基础[4]。
因此,数字水文并不是孤立的,必须围绕和服从水利现代化和整个社会经济的现代化而推进。
只有加快推进数字水文,才能有效的防灾减灾、优化生态环境、保障社会稳定,使人民安居乐业,为基本实现水利和经济社会的现代化奠定良好的基础。
作为一直奋斗在基层的水文工作者来说,努力把水文事业做优、做亮也一直是我们的奋斗目标,让越来越多的人来了解我们行业,提升我们的行业声誉,更好地为人们生活和生产服务,为现代化建设添砖加瓦,造福人类。
参考文献[1]赵卫民、王龙、杨健等. 黄河“数字水文”框架. 人民黄河,2002,24(5):7-7.[2]刘新仁. 数字水文—信息时代的水文技术革命河海大学出版社,2005,12(1):1-1.[3]陈建伟、朱丽强、杨明.城市水资源GPS网的建立.地理空间信息,2011,9(5),1-1.[4]林祚顶.水文现代化与水文新科技.朱春龙、余达征、姜永富.1.北京:中国水利水电出版社.2012.12-12。