摘要：由于梅州市是洪澇災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，洪水預(yù)報要求快速和準(zhǔn)確，其中快速的基礎(chǔ)是水文自動測報系統(tǒng)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)是科學(xué)可靠的實時預(yù)報模型。水文自動測報系統(tǒng)屬于應(yīng)用遙測、通信、計算機技術(shù)，完成江河流域降水量、水位等數(shù)據(jù)的實時采集、報送和處理的信息系統(tǒng)。因此，結(jié)合梅州市的自然地理和通訊現(xiàn)狀，研究制定出梅州水文信息采集系統(tǒng)采用GPRS方案。
　　
　　關(guān)鍵詞：GPRS的應(yīng)用；遙測站；運行維護；防洪減災(zāi)。
　　
　　1、GPRS遙測系統(tǒng)的基本原理
　　1.1系統(tǒng)的構(gòu)成
　　中心站結(jié)構(gòu)：中心站設(shè)在梅州水文分局，起著系統(tǒng)的樞紐作用。下圖方框中詳細列出中心站的結(jié)構(gòu),系統(tǒng)由路由器2、交換機、數(shù)據(jù)接收前置機、數(shù)據(jù)庫和WEB服務(wù)器、UPS不間斷電源和手機模塊組成。路由器2通過光纖與短信中心相連，終端站發(fā)出的信息由短信中心經(jīng)過光纖傳送到路由器2，路由器2將信息經(jīng)過交換機傳送到數(shù)據(jù)接收前置機，一方面前置機把數(shù)據(jù)處理后將數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫和WEB服務(wù)器，WEB服務(wù)器將數(shù)據(jù)發(fā)布，所有連結(jié)到局域網(wǎng)上的PC機可以通過IE瀏覽當(dāng)前實時的水文數(shù)據(jù)。另外中心站可以通過GPRS話路信道提取終端站的固態(tài)存儲器數(shù)據(jù)及修改參數(shù)。
　　
　　
　　1.2終端站結(jié)構(gòu)
　　終端測站主要由水雨傳感器、數(shù)據(jù)采集RTU、GPRS模塊太陽能板四部分組成，如下圖所示：
　　
　　1.3系統(tǒng)配置
　　中心站設(shè)備是水文測報系統(tǒng)的監(jiān)控核心，中心站的功能是由硬件設(shè)備和系統(tǒng)軟件共同配合實現(xiàn)，其配置由計算機、通訊設(shè)備等組成，主要設(shè)備有計算機、諾基亞GPRS卡式手機、路由器、打印機、UPS電源等。
　　1.4中心站的主要功能
　　一是遠程提取各遙測站的固態(tài)存儲數(shù)據(jù)、遠程設(shè)置各遙測站參數(shù)、本地測站參數(shù)維護；二是遠程提取可以在中心站通過GPRS信道提取遙測站自運行之日起的所有雨量與水位數(shù)據(jù)，提取到的數(shù)據(jù)按照要求存儲為文本文件；三是遠程設(shè)置各遙測站參數(shù)，中心站通過GPRS數(shù)據(jù)信道修改各遙測站的運行參數(shù)，參數(shù)包括：中心測站站址、中心手機號碼、日起始時間、時段值、加報水位值、警戒水位值、雨量十分鐘加報閾值(20mm)、雨量三十分鐘加報閾值(60mm)、警戒水位以上發(fā)報時間間隔，從而調(diào)整終端的運行狀態(tài)。
　　1.5GPRS系統(tǒng)的優(yōu)點
　　GPRS遙測系統(tǒng)方案不必建中繼站，利用已建立的無線電話信道通訊網(wǎng)絡(luò)則可滿足要求，組網(wǎng)靈活，并且減少維護通訊網(wǎng)、中繼站的麻煩，不受其它無線電波等的影響，系統(tǒng)暢通率較高，可靠性高，易管理。
　　2、在洪水測報中的應(yīng)用
　　2.1運行狀況
　　經(jīng)過6年來的運行檢驗，系統(tǒng)基本上能夠按照設(shè)置定時自報時段水位、雨量，正確完成數(shù)據(jù)實時采集、固態(tài)數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)WEB發(fā)布和遠程參數(shù)修改功能。采集系統(tǒng)目前采取每小時自報一次，182個站點的時段數(shù)據(jù)基本上可以在整點5分鐘內(nèi)到齊；在遙測站上電時段可以正確提取雨量數(shù)據(jù)；可以正確修改遙測站參數(shù)，調(diào)整遙測站運行情況。系統(tǒng)運行的暢通率達到98%以上，雨量和水位數(shù)據(jù)對比考察系統(tǒng)的整體性能。
　　2.2在WEB查詢中的功能
　　系統(tǒng)自動地（每隔五分鐘）更新監(jiān)測數(shù)據(jù)，并根據(jù)情況進行報警。正常時測站站名為藍色，報警時測站站名變?yōu)榧t色；人工干預(yù)報警（點擊測站站名）后，報警取消，站名變藍色。點擊測站站名可以查看該測站最近的監(jiān)測數(shù)據(jù)。雨量數(shù)據(jù)查詢、水位數(shù)據(jù)查詢、電壓數(shù)據(jù)查詢、電報數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計；雨量報警查詢、水位報警查詢、電壓報警查詢、時差報警查詢。
　　梅州水文分局通過兩兆光纖與省水文局、市三防連接，采集的水文數(shù)據(jù)能及時自動傳送到省水文局數(shù)據(jù)庫，省水文局、市三防能同步查詢數(shù)據(jù)，同時水情數(shù)據(jù)庫與公網(wǎng)連接，隨時在Internet網(wǎng)上都能查詢梅州市的雨情、水情。
　　2.3系統(tǒng)存在問題
　　一是WEB服務(wù)的報表（比如雨量等值線圖、時段雨量表排序等）不夠合理；二是各江河水文站還未安裝遙測設(shè)備；三是缺乏應(yīng)用軟件，沒有水文預(yù)報模型軟件，不能更好地發(fā)揮GPRS遙測系統(tǒng)的作用；四是報警功能不夠完善，當(dāng)有站點出現(xiàn)暴雨或超警戒水位時，只把報警站站名變?yōu)榧t色，而不會發(fā)出警告聲。
　　2.4在防洪測報中的作用
　　梅州水雨情自動測報系統(tǒng)的建設(shè)，結(jié)合實際，因地制宜，應(yīng)用了國內(nèi)外先進科技成果，取得了顯著的成效，在生產(chǎn)實踐中發(fā)揮了積極的作用。
　　2.4.1洪水預(yù)報模型中的應(yīng)用情況
　　長期以來,在洪水實時作業(yè)預(yù)報中,主要使用經(jīng)驗相關(guān)圖進行手工預(yù)報作業(yè)，工作量大、效率低，嚴重影響了預(yù)報作業(yè)的速度，洪水預(yù)報系統(tǒng)模型是計算計算機技術(shù)在洪水預(yù)報各環(huán)節(jié)中的廣泛應(yīng)用。因此，以遙測系統(tǒng)實時采集資料為依據(jù)，利用中國洪水預(yù)報模型和相關(guān)圖預(yù)報模型（見下圖），將相關(guān)圖和預(yù)報員人工操作經(jīng)驗的精華編制為交互式預(yù)報系統(tǒng)，以實現(xiàn)河系洪水預(yù)報的目標(biāo)。例如：在抗擊“06.7”洪水中,梅州水文分局利用準(zhǔn)及時、準(zhǔn)確的遙測系統(tǒng)信息，通過《中國洪水預(yù)報模型》和《相關(guān)圖預(yù)報模型》相結(jié)合，毅然預(yù)報了梅縣站將在7月27日3時出現(xiàn)77.7米，高于警戒水位1.7米，洪峰水位持續(xù)3小時左右出現(xiàn)緩慢下降的預(yù)報。（實際出現(xiàn)洪峰水位是77.63米，時間是在27日3時，洪峰水位持續(xù)3小時后下降）根據(jù)分局發(fā)出的水情預(yù)報，市三防指揮部立刻作出了按《梅州大堤搶險預(yù)案》進行巡堤；作出對預(yù)案里沒有達到防預(yù)標(biāo)準(zhǔn)的小堤圍主動放棄的決定；作出了梅州市建市以來第一次啟關(guān)閉旱閘的決定；作出了封閉梅江橋等一系列決定。在梅州市召開的三防工作專題會議上省、市有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)說：沒有水文準(zhǔn)確、及時的預(yù)報，就沒有三防指揮部作出一系列果斷的科學(xué)的決定。
　　
　　
　　2.4.2在監(jiān)測和預(yù)警我市暴雨山洪災(zāi)害中的應(yīng)用情況
　　系統(tǒng)的站網(wǎng)已達到相當(dāng)?shù)拿芏?建成后在我市的局部暴雨山洪災(zāi)害監(jiān)測和預(yù)警中發(fā)揮了重要作用。例如，2004年5月31日，梅縣梅南鎮(zhèn)發(fā)生了局部性的特大暴雨，梅州水文分局利用2003年末建成的水雨情自動測報系統(tǒng)，及時監(jiān)視雨情的發(fā)生發(fā)展，測得17～20時4小時降雨91mm，其中18～19時1小時降雨83mm，并在半小時超限加報。梅州水文分局值班人員及時、準(zhǔn)確地向當(dāng)?shù)卣�府和三防部門匯報了突發(fā)性暴雨和可能帶來的災(zāi)情，為三防部門及時做好防洪減災(zāi)工作提供了決策依據(jù)，避免了人員傷亡。在我分局發(fā)出警報時,梅州市防汛辦公室還沒有接到災(zāi)區(qū)的報告,在接到分局報告后,防汛辦才打電話核實情況，災(zāi)情確實嚴重。同樣在梅州市，在2003年5月17日，由于突降暴雨造成山洪暴發(fā)，因為當(dāng)時還未建自動測報系統(tǒng)，水雨情信息少、時效性差，未能全面及時對突發(fā)暴雨進行監(jiān)測和預(yù)警，梅州發(fā)生“5.17”暴雨山洪災(zāi)害，造成了多人傷亡和嚴重的財產(chǎn)損失。
　　2.4.3在抗擊韓江“06.7”特大洪水中的應(yīng)用情況
　　2006年7月14日至18日，受臺風(fēng)“碧利絲”的影響，韓江流域出現(xiàn)了持續(xù)性暴雨、大暴雨過程，局部降了特大暴雨。本次降雨范圍廣、強度大、持續(xù)時間長。暴雨中心主要集中在興寧、五華、梅縣、豐順等市縣，根據(jù)水雨情測報系統(tǒng)的收集統(tǒng)計分析，河子口站24小時最大降雨量重現(xiàn)期接近50年一遇，3天最大降雨量重現(xiàn)期大于200年一遇。水口水文站24小時、3天最大降雨量重現(xiàn)期均大于20年一遇。棠荊水文站3天最大降雨量重現(xiàn)期接近50年一遇。由于降水強度大，水位變化快，加上各地降雨分布不均勻，給預(yù)報工作帶來很大困難，我們根據(jù)水雨情測報系統(tǒng)，及時、準(zhǔn)確的對橫山、三河壩等站進行了滾動預(yù)報，梅州市委、市政府根據(jù)預(yù)報作出了做出了調(diào)用部隊對大埔縣高坡鎮(zhèn)大堤進行搶險的決定，經(jīng)過全力的搶險，98年水位還要低而沒有保得住的堤壩，這次超警戒5.87米的洪峰水位卻保住了大堤，保住在堤內(nèi)人民財產(chǎn)的安全。這套系統(tǒng)在防洪調(diào)度、防災(zāi)減災(zāi)發(fā)揮了巨大的作用，得到了省、市領(lǐng)導(dǎo)的充分肯定和表揚。
　　3、防汛減災(zāi)對策
　　3.1加快水情信息化的建設(shè)
　　江河防洪是關(guān)系到人民安危和社會穩(wěn)定的大事，洪水預(yù)報是防汛抗洪的重要組成，做好洪水預(yù)報工作，才能科學(xué)的防洪減災(zāi)。水文情報預(yù)報工作，不僅是防汛抗早、也是水利水電建設(shè)和合理調(diào)度水資源的一項基本工作。目前梅州水文局在流域內(nèi)設(shè)160個雨量站，水情信息網(wǎng)點偏少，站點密度不夠，水情信息化程度不高，不能完全地監(jiān)控局部性山洪災(zāi)害發(fā)生，難以適應(yīng)防災(zāi)減災(zāi)的需要。為了更好地做好梅州市的防汛工作，不斷提高防汛抗洪搶險的現(xiàn)代化水平，增加水情站點密度，加快水情信息、防災(zāi)信息傳遞的現(xiàn)代化建設(shè)，保證信息的及時、準(zhǔn)確、快速傳遞，爭取時間，把災(zāi)害損失降到最低；
　　3.2加強完善防洪體系
　　由于韓江干流梅江，支流汀江、石窟河、梅潭河等已建成的梯級電站，改變了天然行洪狀況，各電站必需建立水文測報設(shè)施，使它們與梅州市水情信息采集系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；同時盡快完善全市各大、中型水庫及各梯級電站的水情系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，做好梯級電站的聯(lián)合調(diào)度方案，以便于做好防洪調(diào)度工作。建議加強風(fēng)險區(qū)水文、氣象監(jiān)測和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測，建立完善的災(zāi)害預(yù)警預(yù)報體系，形成一整套預(yù)災(zāi)、避災(zāi)、防災(zāi)的風(fēng)險防范與防御機制，做到有洪無災(zāi)，或有災(zāi)無傷亡。
　　4、結(jié)束語
　　洪澇災(zāi)害的產(chǎn)生與人類社會的生存環(huán)境息息相關(guān)，在防治措施中，要保證水情信息的及時、準(zhǔn)確、快捷傳遞，爭取時間，把洪澇災(zāi)害損失降到最低；在加強水利工程建設(shè)的同時，也應(yīng)該增加非工程（水情信息化）建設(shè)的投入，硬件、軟件的建設(shè)都必須加強重視，真抓實干，確保質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，真正做到興利除害，為民解憂。
　　參考文獻
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　　[2]YCZ-2A-101型遙測終端機用戶手冊,北京燕禹通信遙測聯(lián)合新技術(shù)開發(fā)部