水库水情测报系统设计方案.doc

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1、目 录第1章 概述41.1 工程概况41.2 王瑶水库水情测报系统现状41.3 王瑶水库水情测报系统更新改造的必要性5第2章 总体设计62.1 设计目标62.2 设计原则62.3 设计依据72.4 系统组成82.4.1 信息采集系统82.4.2 信息化网络系统82.4.3 土建、供电、防雷82.4.4 数据库系统92.4.5 应用软件系统9第3章 信息采集系统103.1 系统概述103.2 站点分布103.3 系统组成113.3.1 雨量站113.3.2 水位雨量站113.3.3 蒸发站123.4 通信信道123.5 工作体制133.5.1 自报体制133.5.2 自报-确认体制143.5.3

2、 召测体制143.5.4 工作体制选择143.6 主要设备技术指标153.6.1 遥测终端机（RTU）153.6.2 雨量计153.6.3 水位计153.6.4 蒸发计163.6.5 溢流计163.6.6 GSM通信终端17第4章 信息化网络系统184.1 系统概述184.2 系统拓扑结构184.3 主要设备技术指标194.3.1 工控机194.3.2 交换机194.3.3 VPN网关/防火墙204.3.4 服务器204.3.5 工作站204.3.6 笔记本电脑20第5章 应用软件系统215.1 软件系统组成结构215.2 中心站应用软件系统225.2.1 信息接收处理系统225.2.2 汛情

3、动态监视系统235.2.3 信息查询系统245.3 洪水预警预报系统265.3.1 系统概述265.3.2 系统功能275.3.3 水文预报模型库285.3.4 基于洪水预报的洪水调度295.4 综合数据库系统305.4.1 综合数据库组成305.4.2 数据库管理系统31第6章 电源和防雷设计336.1 电源系统设计336.1.1 遥测站供电336.1.2 中心站、分中心站供电336.2 防雷设计346.2.1 防雷系统总体要求346.2.2 防雷地网的制作34第7章 土建工程367.1 雨量站土建367.2 水位雨量站土建367.3 蒸发站土建36第1章 概述1.1 工程概况王瑶水库位于延

4、安市安塞县杏子河流域中游，是一座以防洪和供水为主，兼发电、灌溉、养殖等综合利用的大（）型水利枢纽工程，主要建筑物为2级，设计总库容2.03亿立方米。枢纽工程由大坝、输水洞、泄洪洞、电站、渠首倒虹组成。王瑶水库1970年修建，1972年建成，运行30多年来，在保护下游革命圣地延安市30多万人民群众生命财产安全方面发挥了巨大的作用，同时有力的保证了延安市生活和工农业生产用水需要，为延安市经济社会又快又好发展做出了重要的贡献。目前，由于水库水情测报系统设施老化，故障频发，严重影响水库安全度汛，故申请进行更新改造。1.2 王瑶水库水情测报系统现状王瑶水库水情测报系统始建于2000年10月，2001年4

5、月投入运行，该系统是由北京燕禹新技术开发部负责承建的，系统包括1个中心站（延安防办）1个分中心站（王瑶分中心），6个雨量站，3个水位雨量站，2个中继站组成。工程建设项目按功能分为信息采集系统、信息通信传输系统、信息处理系统3个部分；本系统自运行以来及时准确的传递雨水情信息，为水库防汛提供了决策依据，在防汛抗洪抢险发挥了重要作用。经过9年的运行，系统陆续显现出三方面的问题：太阳能蓄电池老化，已经不能再正常工作；短波信道存在固有的缺陷，受空间电离层变化的影响明显，通信畅通率不高；目前该设备已属于淘汰产品，备品备件难以购置，维修十分困难，目前有4个站已不能正常工作，中心站及分中心站和中继站设备老化严

6、重，故障率逐年增加，必须需进行更新改造。1.3 王瑶水库水情测报系统更新改造的必要性随着科学技术的不断进步，自动化技术已深入到管理工作的各个方面，水情测报要求的实时性、准确性、可靠性、综合性、连续性必须依靠先进的水情测报系统来保障。目前王瑶水库的水情测报系统已经不能满足防汛需要，在当今防汛形势下，不改造更新该系统，没有及时准确的水情测报数据，势必严重影响水库安全度汛。因此，对王瑶水库水情测报系统进行更新改造势在必行。第2章 总体设计2.1 设计目标王瑶水库水情测报系统建设目标：采用现代信息采集技术、通信技术、计算机网络技术、信息处理技术逐步建成覆盖王瑶水库的水情测报系统，达到信息源布局合理，信

7、息采集、传输、处理手段先进实用、高效可靠，在中心和分中心实现动态监测和实时报警，在20分钟内完成所有水情自动监测站信息的收集处理，为防汛调度、决策指挥提供科学依据，为防汛抢险、抗洪救灾赢得宝贵的时间，最大限度地减少暴雨洪水灾害损失，确保人民生命财产安全。2.2 设计原则l 准确性：水情信息的准确性直接关系到防汛决策的成败。因此该系统在雨量、水位数据自动采集、固态存储、传输、处理、水文资料整编等工作环节的设备选型和技术处理上要充分考虑误差控制和误差处理，确保提高系统整体的准确性。l 可靠性：为确保系统的可靠性，通信系统采用GSM信道的方式，为报汛通信的高可靠性提供了保障。系统具有信息接收的确认机

8、制、重发机制、校验机制等，确保信息的传输可靠性；同时从防雷接地、供电电源、设备等各方面进行可靠性设计。l 实用性：该系统由于水情信息采集、报汛通信环境条件恶劣，因此所采用的技术、设备要充分考虑系统的实用，力求尽可能将观测、传输、处理等工作环节自动化，确保应用上的实用性和可操作性。l 先进性：充分利用现代信息采集技术、通信技术、数据库技术、地理信息应用技术等方面的成熟的新成果，解决系统中的重要问题和关键技术，确保系统所采用的技术与当前技术发展趋势保持一致，并便于系统的扩展、升级和优化，使系统具有较高的先进性和较长的生命周期。2.3 设计依据降水量观测规范 （SL21-90）水位观测标准 （GBJ

9、138-90）水文基础设施建设及技术装备标准 （SL276-2002）水文自动测报系统技术规范 （SL61-2003）水文情报预报规范 （SL250-2000）水文情报预报拍报办法 实时雨水情数据库表结构与标识符标准 （SL323-2005）基础水文数据库表结构与标识符标准 （SL324-2005）中华人民共和国行政区代码 （GB/T 2250-1995）中国河流名称代码 （SL249-1999）中国水库名称代码 （SL259-2000）翻斗式雨量计 （GB11832-89）水文仪器总技术条件 （GB935988）工业企业通信设计规范 (GBJ42-81)工业企业通信接地设计规范 （GBJ79

10、-85）水利系统通信业务导则 (SL 292-2004)电子工程建设概算编制办法和费用定额通信建设工程概预算编制办法及费用定额信息处理系统、计算机系统配置图符号及其约定 （GB/T 14075-93）计算机软件单元测试 （GB/T 15532-1995）软件文档管理指南 （GB/T 15570-1995）软件包质量要求和测试 （GB/T 16544-1977）计算机软件测试文件编制指南 （GB/T 9375-1977）信息技术软件产品评价质量特征及其使用指南 （GB/T 15250-1995）软件可靠性和安全性设计准则 （GJB/Z 102-96）软件工程术语 （GB/T 11456-1995

11、）混凝土结构工程施工及验收规范 （GBJ5020492）混凝土强度试验结果评定标准 （GBJ10787）钢结构工程施工及验收规范 （GB5020595）建筑地面工程施工及验收规范 （GB5020995）砌体工程施工及验收规范 （GBJ5020395）屋面工程技术规范 （GB5020794）2.4 系统组成2.4.1 信息采集系统建设雨量、水位、蒸发自动监测站，通过雨量计、水位计、蒸发计和数据采集终端实现水雨情和蒸发量数据的实时、自动采集，为防汛调度提供基础数据。2.4.2 信息化网络系统本系统基于IP网来实现业务。IP技术的成熟度高，技术发展迅速，可以很好的实现语音、视频、数据的共享传输，而且

12、可以保证各业务的质量。2.4.3 土建、供电、防雷土建：包含中心站、分中心站、监测水位（雨量）站和蒸发站土建工程。供电：中心站和分中心站供电采用UPS电源，以防止突然停电或其它原因造成的数据丢失。遥测站供电采用蓄电池组和太阳能光电板浮充方式。防雷：中心站铺设一字形接地网并安装避雷针；遥测站铺设环形均衡接地网并安装避雷针，设备、设施必须在避雷针的保护范围内。2.4.4 数据库系统根据对王瑶水库水情测报系统数据库的结构分析和业务模型的分析，按照既要具有一定的先进型，又要具有一定的成熟性的原则，选择SQL SERVER企业版数据库，SQL SERVER是以高级结构化查询语言(SQL)为基础的大型关系

13、数据库，通俗地讲它是用方便逻辑管理的语言操纵大量有规律数据的集合。2.4.5 应用软件系统应用软件系统包括信息接收处理系统、汛情动态监视系统、信息查询系统和洪水预警预报系统的建设，真正实现王瑶水库生产调度和业务管理的信息化、科学化和高效性。第3章 信息采集系统3.1 系统概述信息采集系统是以水情、雨情、蒸发量等项目观测为基础，以实现基础信息的准确、实时采集和固态存储为目的，依托先进的传感器技术、先进的工业采集技术和可靠的光电技术，以及优良的施工质量，从而达到为上层的传输和应用提供准确的数据的目标，实现信息采集自动化、信息存储长期化，信息处理智能化。3.2 站点分布信息采集系统建设水位雨量站1个

14、，雨量站8个，蒸发站1个，站点设置如表31所示。表31站点设置表站号站 名测报内容中国移动信号场强情况中国联通信号场强情况1大坝雨量、水位很好很好2张渠雨量很好很好3侯市雨量较好较好4王台雨量一般较弱5白家湾雨量较好一般6王家湾雨量较好一般7四壕沟雨量较好较好8庙好渠雨量较好一般9杏河雨量很好很好10气象园蒸发量很好很好3.3 系统组成信息采集系统实现雨量、水位、蒸发量信息自动采集、固态存储。水位、雨量站主要由传感器（雨量计、水位计）、通信终端、遥测终端机、太阳能电池、太阳能充电控制器、蓄电池等组成。蒸发站以蒸发计、雨量计、溢流桶为基本观测工具，以采集器自动采集、处理、显示蒸发、降水、溢流过程

15、信息、自动控制蒸发桶、溢流桶补、排水过程。采集器通过RS485/232通信接口与上位机系统连接，利用系统配套的应用软件可以实现水面蒸发过程信息的远程监测及资料整编入库。3.3.1 雨量站雨量站组成如图 31所示。图 31 雨量站设备组成图3.3.2 水位雨量站水位雨量站组成如图 32所示。图 32雨量水位站组成图3.3.3 蒸发站蒸发站组成如图 33所示。图 33蒸发站组成图3.4 通信信道系统采用GSM通信信道进行数据传输。GSM是电信部门向用户提供的一种数字通信资源，是一种无线通信公网。水利上主要是使用GSM系统的短消息平台进行组网。点对点的短消息业务是由短消息业务中心完成存储和前转功能的

16、，短消息发送到短消息中心后，先存储在短消息服务器上，然后再转发到接收机上。利用GSM短信息平台组网，具有以下优势：l 系统响应速度快，传输时效好，信道稳定可靠。l 系统容量较大，可传输的数据量较大。信息量限制为140个字节(7比特编码，160个字符)。l GSM信道无需中继，即可用于无线远程传输，加上它属于双向通信，可方便地实施远程控制，所以组网十分灵活。l GSM系统设备体积小、重量轻、功耗低。由于不需要架设室外天线，安装方便，一次性建设投资少，维护管理简单，运行费用较低。3.5 工作体制报汛站可提供多种通信工作体制，用以满足不同的需求。可根据需要配置，使其处于以下几种通信方式。3.5.1

17、自报体制自报体制是一种由遥测终端发动的数据传输体制。采用该种通信体制的报汛站通常处于微功耗的掉电状态，由事件（如雨量计输出一脉冲）触发或定时触发上电采集传感器数据，在满足发送条件时，主动向中心站发送数据，然后即可返回掉电状态。增量自报（加密自报）：每当被测的水文参数发生一个规定的增减量变化时（如每5分钟采集一次雨量传感器的数据，并自动进行采集、固态存储。每5分钟采集一次水位编码器的数据，并与前一次的水位数据进行比较，若水位变化未超过1cm，则不发送数据，否则就按水位自报的数据格式发送一次数据，同时把最新的水位数据存贮起来，以便和下一次采集的数据比较。水位发送实时值。）增加采集和发送的频率。定时

18、自报：每隔一定时间间隔，不管参数有无变化，即采集和报送一次数据，中心的数据接收设备始终处于值守状态。限时自报：为防止水位波动太大造成采集终端发射过于频繁，采集终端具有限时发送功能，可在非汛期设置，即：在一次水位发送之后的一定时间间隔内，即使水位变幅超过预先设定值也不发送，只有超过一定时间间隔以后的水位变化，采集遥测终端才发送。采用该种通信体制工作的报汛站，发送的测报数据实时性好，信道占用时间短，功耗很低，非常适合通常的水情测报类系统应用。3.5.2 自报-确认体制自报-确认体制是一种由遥测终端发动的数据传输体制。采用该种通信体制的报汛站通常处于微功耗的掉电状态，由事件（如雨量计输出一脉冲）触发

19、或定时触发上电采集传感器数据，在满足发送条件时，主动向中心站发送数据，发送完成后等待接收方返回确认信息。如果得不到确认，遥测终端启动错误控制过程（如简单重发或换用备用路由重发），保证中心站正确收到该数据。数据通信过程完成后自动返回掉电状态。采用该种数据通信体制的报汛站发送的数据既具有及时性，又能保证数据的无错接收，同时报汛站的耗电很少，适合重点雨水情报汛站的应用。3.5.3 召测体制召测体制是一种由数据采集中心发出数据采集命令，遥测终端收到该命令后再返回数据的数据通信体制。工作于该体制的测站要随时监听中心站的命令，收到中心站命令后根据命令要求完成指定的操作（发送数据，按时间段成块发送或发送当前

20、值）。该种体制可由数据采集中心完全控制遥测终端的操作。该种体制测站完成可由中心站控制，不会产生数据碰撞，数据采集灵活，适合中心站需要随时操作的报汛站。分中心自动定时或随时呼叫报汛，报汛站响应分中心的查询，实时采集水文数据并发给分中心。定时自动巡测的时间间隔，可在15分钟和0.5,1,3,6,12小时等档次中选择设置。3.5.4 工作体制选择本系统采用自报和召测混合工作体制。3.6 主要设备技术指标3.6.1 遥测终端机（RTU）l 输入电压：030VDCl 值守电流：小于3mAl 工作电流（不含信道机）：小于15mAl 工作温度：2070l 工作湿度：25000小时l 通信口：3个RS-232

21、C口，1个RS-485口l 开关量输入：13路l 模拟输入：8路单通道（4路差分）l 数字输入：8路l 数字输出：2路DO，1路OCl 电源输出：3路12VDCl 数据存储容量：4Mbit3.6.2 雨量计l 承雨口径：2000.6mm，刃口锐角：40o45ol 分辨力：0.2mml 测量准确度：3%（室内人工降水、以仪器自身排水量为准）l 雨强范围：0.01mm4mm/min（允许通过最大雨强8mm/min）l 发讯方式：双触点通断信号输出l 工作环境：环境温度：050，相对湿度；95%(40)3.6.3 水位计l 浮子直径：15cml 水位轮工作周长：32cml 平衡锤直径：2cml 测量

22、范围：40ml 分辨力：1cml 最大水位变率：100cm/minl 准确度：10m量程时，0.2%FS ； 10m量程时，0.3 %FSl 水位轮转动力矩：0.015N?nl 编码码制：格雷码l 平均无故障工作次数：1107次l 显示方式：机械数字显示l 显示位数：5位，高第1位为工作状态，0表示工作正常；9表示反转；低4位为水位(cm)l 工作环境温度：-10+50（测井水不结冰）3.6.4 蒸发计l 蒸发量量测分辨力：0.1mm；l 蒸发量量测精度： 蒸发量10mm，测量误差：0.3mm；蒸发量10mm，测量误差：(0.3mm+1%F.S)；l 蒸发量量测范围：不小于20mml 输出接口

23、：RS-485；l 电源电压：12V/DC（-5%+25%）；l 环境温度：0+55；l 储存温度：-10+60。3.6.5 溢流计l 分辨力：0.025mml 精度：0.1mm(10mm溢流量)l 输出形式：格雷码9bit/RS485 l 可受控自动溢流、自动泄水3.6.6 GSM通信终端GPRS数据l 支持GSM/GPRSl 900/1800MHz双频，可选850/1900MHz双频可选l GPRS/EDGE Class 10l 编码方案：CS1 - CS4l 符合SMG31bis技术规范接口l 天线接口：50欧姆/SMA-K（阴头）l SIM卡：3Vl 串行数据接口：TTL/RS-232

24、/RS-422/RS-485l 串行数据接口速率：30057600bpsl 话音接口：标准语音电平输出设备供电l 通信时平均电流：140mA+12VDCl 空闲时平均电流：30mA+12VDC其他参数l 尺寸：93x54x22mm (不包括天线及安装件)l 重量：150gl 工作环境温度：-30+70Cl 储存温度：-40+85Cl 相对湿度：95%(无凝结)第4章 信息化网络系统4.1 系统概述计算机网络系统是王瑶水库水情测报系统的基础设施，可提供多业务接入的集成能力，是保证水情、雨情、蒸发量、日常办公等防汛抗旱信息传递的基础，将为各类应用信息提供传送保障。信息化网络系统的建设可以提高沟通效

25、率并降低运营成本，实现全面的办公自动化、优化调度和决策支持。4.2 系统拓扑结构王瑶水库水情测报系统建设系统1个中心站（延安防办）和1个分中心站（王瑶分中心），分中心站负责辖区内水雨情、蒸发量等信息接收、处理、上报和分发，通过2M光纤链路将数据传送至中心站。中心站主要由VPN网关/防火墙、交换机、服务器、工作站、激光打印机、UPS电源等网络设备组成。分中心站主要由GSM通信终端、工控机、VPN网关/防火墙、交换机、服务器、工作站、激光打印机、UPS电源等网络设备组成。系统网络拓扑如图 41所示。图 41 中心站网络拓扑图4.3 主要设备技术指标4.3.1 工控机CPU：双核2.8G主频，内存：

26、1GB，硬盘：120G以上，14插槽，外设：具有2个USB接口、一个CD-ROM和PS/2接口、一个局域网口，支持TCP/IP协议，4U机架式4.3.2 交换机传输速率：10Mbps/100Mbps/1000Mbps；网络标准：IEEE 802.1Q、IEEE 802.1D、IEEE 802.3x、IEEE 802.1p、IEEE 802.1X；端口数量：24；传输模式：全双工/半双工自适应；背板带宽：32Gbps；包转发率：9.6Mpps；支持VLAN；支持网管4.3.3 VPN网关/防火墙基于NT架构，内存 256M，10/100BASE-TX接口4个，并发连接数40万，吞吐率250M，支

27、持IP/MAC绑定等4.3.4 服务器品牌机架式服务器，CPU主频：2000MHz以上；内存：4GB以上；硬盘：146G以上3热插拔；支持磁盘阵列；多功能千兆网卡。4.3.5 工作站CPU:Core2 四核Q8200(2.2G),标配4GB内存，320G硬盘，Combo光驱，22LCD显示屏，512M独立显存显卡4.3.6 笔记本电脑P8700/LED/2G/320G/DVDRW/6芯/2G迅盘第5章 应用软件系统5.1 软件系统组成结构根据水情测报的业务需求和水雨情信息采集、传输、存储、分析、查询和转发的信息流程，可确定应用软件的业务流程如图 51所示。图 51 水雨情信息采集系统业务流程图

28、根据以上业务流程和需求，可分析该系统由应用软件系统和综合数据库系统组成，其中应用软件系统和综合数据库系统组成结构如图 52所示。图 52 水雨情信息采集系统组成图5.2 中心站应用软件系统5.2.1 信息接收处理系统系统概述信息接收处理系统能通过报讯通信网络，完成对区域的遥测水文数据的实时接收，包括报汛站的水位、雨量、人工置数等内容和其他工况数据。中心站计算机实时接收、显示、存储接收到的数据，同时写入到遥测数据库，并按照SL3302005水情信息编码标准规定对信息进行水文报文编制和传送。系统功能u 数据接收模块该模块主要自动接收水位、雨量以及人工置数的数据，根据接收的数据自动判别数据类别，将数

29、据自动写入数据库中的相应的基本表中。并自动记录每次接收数据的日志和状态。u 控制参数模块该模块主要对该系统的基本参数的功能设置和管理功能，可以对数据显示方式、数据刷新时间、系统的状态等参数进行调整。u 异常数据报警模块该模块主要对接收的数据根据边界值确定是否为异常数据，并进行自动报警，自动保存报警记录，同时也可以接收报汛站告警信息，存储记录，并立即输出报警。也可以记录误报或错报的次数及数据通信异常报警功能。也可以打印任意时段的报警记录。u 数据修改模块该模块主要对采集的数据进行整编，可以对错误或异常的数据进行人工修改和手动插补，并自动记录每次人工修改的操作用户、操作时间、用户权限、修改内容，并

30、形成日志文件。可以随时察看每次数据修改的日志。u 数据下载传输模块该模块可以随时提取固态存储数据，可以对单站、多站进行提取，可以远端成块下载数据，可以对任意时段数据进行提取。对提取的数据自动进行整理归类，数据校验，并写入数据库里。u 水情监视模块该模块主要对报汛站工作状态和水情数据进行监视。可以为水情值班人员提供实时水雨情、工情等信息，提供动态、直观的报警功能汛情监视画面。主要的监视方式可分为用户查询式和系统自动提示两种方式，可以图形和表格的形式进行展示。u 报汛站管理具有各报汛站管理功能。能方便进行报汛站扩充增站或删除减站，方便设置各报汛站的有关参数以使数据正确显示监视。u 系统用户管理模块

31、该模块主要对该系统的登陆安全和使用权限进行管理，可以对登陆用户的基本个人资料进行管理，可以对系统的角色及角色权限进行管理，可以给每个用户分配相应的角色和权限，以便系统的用户进行权限、安全级别的设置，以便提高系统的安全性、可靠性。5.2.2 汛情动态监视系统流域图监视系统可以对采集的所有报汛站采用GIS技术，以电子地图的形式进行显示。实时数据列表监视可以各监测报汛站的接收的实时数据以列表的形式进行显示，将测站的雨情、水情和电压实时信息，包括实时数据、报警信息等通过表格的方式进行显示。监视数据报警可以对并对超限数据提供颜色和声音报警，并可手工取消报警声和解除报警。使值班人员能方便、及时了解雨情、水

32、情数据的报警状态。报警日志管理报警日志是记录测站报警的所有内容，报警日志记录的内容有：测站号、报警时间、实测值、门限、用户编号，用户名、主机名、处理时间、状态及内容。可以显示指定测站指定时间段内的报警日志，按时间升序。报警日志查询报警日志可以根据测站和日期对报警日志进行查询，可以指定查看所有测站的报警日志还是指定测站报警日志，如指定所有测站，则测站下拉选择框不可用。可以指定所有日期，也可以指定日期范围，如果选择所有日期，则日期范围不可选；在选择日期范围时，应注意起始日期应小于终止日期。5.2.3 信息查询系统系统概述该系统主要对接收的水位、雨量等信息进行查询，查询实时数据、历史数据、时段数据并

33、进行报表打印等功能，也可以对以曲线图性的形式对查询结果进行展示，可以对实时数据进行展示，可以对水文数据进行设置等功能。系统功能u 图形显示部分 雨量直方图可以以直方图的形式显示某报汛站在某一时段内的降雨信息。 水位过程线可以显示时间范围内测站水位过程线。查询条件有测站、时间等。 多站直方图可以以直方图的形式显示多个报汛站在某一时段内的降雨信息。u 报表显示部分 今日水情报表可以查询当日各个报汛站的水情报表，并可以进行打印今日水情报表。 水位日报表可以查询任意日期的各报汛站的水位数据，并可以进行打印水位日报表。 雨量日报表可以查询任意日期的各报汛站的雨量数据，并可以进行打印雨量日报表。 流量日报

34、表可以查询任意日期的各报汛站的流量数据，并可以进行打印流量日报表。 时区降雨量表可以查询任意时段的雨量数据，并可以进行打印时段降雨量表。 水位月报表可以查询任意月份的各报汛站的水位数据，并可以进行打印水位月报表。 雨量月报表可以查询任意月份的各报汛站的雨量数据，并可以进行打印雨量月报表。 流量月报表。可以查询任意月份的各报汛站的流量数据，并可以进行打印流量月报表。u 水情信息查询模块 水位过程线显示时间范围内测站水位过程线。查询条件有测站、时间等，当移动鼠标到某一数据点时，系统自动显示该点的数据。 流量过程线显示时间段内测站的流量过程线。查询条件有测站、时间等，流量过程线显示完后，用鼠标在曲线

35、上进行拖动，可计算洪量。 水位流量过程线将某时间段内某一站号的水位和流量通过对比的方式显示出来。查询条件有测站、时间等。 水情简报（每日8时水情）根据需要能够查询、打印重要报汛站水情数据，能够将其动态显示在各县市图上并可进行打印。 水情公报根据需要能够查询、打印任意时间段、任意报汛站段各类水情（水位、流量、洪峰、超警戒、超警戒洪峰、超保证、超保证洪峰）。 水情表水情表是查询打印所有水文站报汛数据，而水情简报和水情公报则不包括各实测值数据。u 雨情信息查询模块 时段雨量柱状图用柱状图显示在某一时间间隔内，各个时段的雨量值，选择条件有站号和时间范围的选择。 日雨量柱状图将各个站的日雨量值，通过柱状

36、图的形式显示出来，选择条件有站号和时间范围的选择。 时段累积雨量图 将某一段时间范围的雨量值累积，通过图形显示，选择条件有站号和时间范围的选择。 雨情简报能够查询、打印不同时段、日、旬、月雨量和任意时段累积雨量，并作简要概述。 特殊雨情能够查询、打印任意时段各报汛站特殊雨情（暴雨、冰雹等）。l 基本信息查询模块能够查询、打印各流域、水系、分区内站网情况、河流情况、自然地理、气候水文、植被、暴雨特性、典型洪水分析资料等信息，能够播放本流域内发生特大洪水的录像、显示本流域内重点工程图片等。同时也可以查询断面水情的视频动态信息和部分报汛站的蒸发量信息。u GIS信息查询模块该模块能够在地图中快速查询

37、、打印各水情、雨情、水库、含沙量等数据。可以电子地图方式管理和显示水系、地形、流域边界、站点分布、行政区划等，具备在电子地图上实时动态显示功能。5.3 洪水预警预报系统5.3.1 系统概述洪水预警预报是决策支持系统的核心，该系统的主要任务是根据其他子系统提供的实时雨情、水情、工情等资料，对未来将发生的洪水做出洪水总量、洪峰发生时间、洪水发生过程等情况的预测，并通过采用水文学、水力学、河流动力学及GIS系统的有机结合，建立洪水预报数学模型，实现洪水预报的动态仿真，快速、准确地为防汛抗旱部门提供调度决策的依据。5.3.2 系统功能资料处理资料处理用来实现历史资料的录入、查错、插补、合并、列表、时段

38、处理和装载。录入的资料包括雨量摘录、洪水水文要素摘录和日均流量资料等。历史资料的查错包括时序分析和量值检查。对于雨量摘录资料，具有按站年统计出每月累计的雨量表。对于流量资料，具有摘录和日值分别录入、合并检查和绘制流量过程线等功能，以提高录入资料的速度和帮助检查资料准确与否。系统具有全屏幕的编辑修改功能，用来对错误的资料进行修改。并可自动处理成模型率定和作业预报所要求的、任何时段的雨量和流量数据等。模型率定模型率定主要是对模型参数文件的编辑、参数的率定计算、率定结果的检查、子流域参数文件组装、模拟计算等。用户可以根据流域不同的自然地理、气候情况，选择适当的模型，进行参数文件的编辑，模型计算，优选

39、参数。每次计算的输出文件中包括了洪峰洪量的误差统计，水量平衡计算结果，优化的脉冲响应值及其图表、次洪水计算值与实测结果值过程线拟合对比等。用户通过这些输出信息，调整参数，以达到最优。实时检索实时检索用来为实时预报提供及时、准确的雨水雨情信息。它由五部分组成：雨水雨情信息检索：从自动测报系统或水雨情信息系统的实时雨水雨情数据库中检索选定时段内的信息，作为实时作业预报输入部分的基础；信息的检查纠错：对检索到的信息进行时序检查和量级检查，对疑似错误通过人机交互方式予以纠错，确保信息质量；资料插补：对缺测或未报出的测站雨量信息由相邻（或相似）站的降雨资料进行插补，保证实时资料的完整性；时段化处理：根据

40、选用的预报时段长，对任意时段长的实时数据处理成要求的时段雨量值；数据装载：将处理的雨量数据装载成源程序要求的标准格式，作为实时预报的输入数据。实时预报实时预报可对经参数率定后的流域（或断面）进行任何时段的洪水预报计算。在实时洪水预报计算中，系统实现各子流域预报结果的自动连续计算，可做任一子流域控制站的预报，亦可做全流域总出口断面的预报。系统具有实时校正、降雨预报输入、上游流量预报输入和多模型选择等功能。实时预报模式有四种可供选择，分别为定时预报、人工干预预报、连续预报、仿真模拟预报。实时校正根据预报时刻前的实测值与预报值之间的偏差（系统偏差或随机偏差），采用回归系数法，对预报变量进行最优估值，

41、获得预报发布值与即将出现的相应实测值误差为最小的结果，可有效地提高预报精度。预报成果管理对洪水预报子系统所涉及到有关信息库进行有效的管理维护。主要有以下功能：基本信息：包括预报流域图、预报流域简介、历史洪水特征、预报模型简介、模型参数说明；实时信息：包括实时雨水雨情信息查询，以及实时信息与历史信息的对比分析查询，输出方式由表格、图形（过程线图、断面动态图）两种方式；预报信息：可对四种预报方式经确认的预报结果进行检索查询，以表格、图形（过程线图、断面动态图）两种方式输出。当预报值相应的实测值出现后，可以表格和图形方式对比分析，直观地了解预报误差的大小，并依据水文情报预报规范对预报成果进行精度评定

42、。5.3.3 水文预报模型库水文预报模型库应当包括包含流域降雨径流（产流、流域汇流）、河道汇流、水库调节模型。有条件时可建立水力学方法计算模型。在进行预报时，可以通过交互式选择方式根据需要选用最恰当的模型。1、流域降雨径流模型：由应用系统提供降雨和蒸发数据、模型类型和模型参数，通过流域产、汇流模型计算得到流域出口断面的流量，流域产流和汇流模型可任意组合。流域降雨径流模型包含国内和国外实用的经典模型及先进实用的水文模型。2、河道汇流模型：由应用系统提供河道上游断面入流、模型类型和模型参数，通过河道汇流模型计算得到河道下游断面出流。3、水库调节模型：由应用系统提供水库入流、调度方式，通过水库调节模

43、型计算得到水库出流、库水位数据。4、水力学计算模型：由应用系统提供计算区域或河道的边界条件、初始条件、区域地形或河道断面数据、模型类型和模型参数，通过水力学计算模型计算出指定区域各断面的流量水位。5.3.4 基于洪水预报的洪水调度在洪水预报的基础上，按照预定的调度策略，充分利用指定流域中水库的调洪、蓄洪、滞洪能力，进行洪水调度。在确保安全的前提下，最大限度地涵养水资源。 规则调度：根据水库的调度规则进行防洪调度。例如，水库调度规则为：常遇洪由溢洪道泄洪，待水库水位超过正常蓄水位1.00m后，泄洪洞全部开启与溢洪道共同泄洪，当水库水位降至正常蓄水位时，届时关闭泄洪洞闸门。选择规则调度后，系统会弹出调度结果对话框，提示用户当前水位下，泄洪构筑物的放水状态。 指令调度：根据上级防汛部门的调度指令进行调度。当用户选择指令调度时回弹出一个对话框。用户需输入调度时间，然后点击“生成时间序列按钮”，之后输入各时段的泄流量数据。输入完毕后点击确定，系统进行指令调度。调度结果将以图形和列表形式显示出来 优化调度：优化调度是综合考虑了一次洪水调度过程中，最高水位越低越好；水库调洪末水位越接近理想水位越好，和水库最大下泄流量越小越好三个目标的调度方法。调度结果将以图形和列表形式显示在防洪调度主界面上。预报预泄调度：即根据预报的洪水过程提前预泄洪水