| 摘要：本文通过分析江浙地区水雨的特征，提出了建立江浙水雨测报系统的想法，分析了江浙水雨测报系统的需求，然后指出了系统需要具备的主要功能，最后本文对于系统实现的两个主要部分进行了详细描述。设计了水雨测报系统的主要功能。
论文关键词：江浙,水雨,预报,系统
洪水是当今世界上发生最频繁和危害最大的自然灾害之一，洪水是人类自古以来就不断关心和研究问题。我国东南浙东沿海的河流，丘陵山区流域面积所占的比重较大，并且江河、湖泊水域附近，城镇密集，河道行洪断面日益缩小，行洪能力不断下降，洪水来量与泄量矛盾越来越突出。洪水一旦进人平原往往是峰高量大，通常会大大超过下游河道泄洪能力，而造成严重的自然灾害。
1 江浙地区水雨情况
我国江浙地区的中小流域洪水大多是暴雨洪水，主要有梅雨锋暴雨、台风暴雨造成 。
梅雨锋暴雨是由于锋面活动和气旋波活动所引起的暴雨。每年初夏影响较大，其暴雨强度不及台风暴雨，但梅雨锋稳定，降雨持久。梅雨所形成洪水往往是历时长、总量大，但洪峰流量一般不是很大。台风暴雨洪水是主要的洪水灾害。台风往往带来狂风、暴雨和惊涛骇浪，具有很大的破坏力，是一种灾害性天气。洪水过程历时较为短暂，河流上游洪水陡涨、陡落，下游当遇到高潮位时洪水退水过程就非常缓漫，极易引起洪水和内涝损失。
由于洪水之类的灾害造成损失惨重，而相关研究比较少，所以有必要加强对洪水成因与发生规律的研究，并对洪水灾害及其损失的未来趋势进行分析预测。在防范措施中，采用非工程措施是当前该地区减轻洪水灾害一个有效途径，而水雨测报系统是防洪非工程措施的一个重要方面。
2 水雨测报需求和系统设计
2.1 水雨测报系统要求
水雨测报系统的建立，首先是要快速准确的收集流域水情信息，并能模拟和预测未来水情变化趋势，同时能做出相应防洪减灾调度辅助决策，使决策者能迅速了解流域水情状况，快速做出相应防洪部署。根据江浙地区中小河流的地形、流域特点，整个系统包括水情采集和传输系统、水情查询显示和监测系统、水情网络信息数据库系统、水情模拟和预测系统以及灾情评估和调度的决策支持系统。
在水雨测报系统的中心系统中，首先要通过建立流域防汛网络信息系统，实现了流域雨情、水情、水利工程运行情况及防洪决策信息的快速传递。并要实现实时水情的查询显示、水情监测、历史洪水查询等功能，而洪水预带和防汛减灾调度决策，土要包括洪水模拟预测、灾情预估和洪水调度模拟等。
2.2 水雨预测系统功能
为了满足水雨测报系统的要求，必须明确系统所具有的功能，主要包括一下几个方面：
（1）水情采集、传输系统：水情信息采集系统主要收集流域的遥测雨量、水位以及风速和风向等水情要素信息。该系统将流域各遥测站点的遥测水情信息实时同步转发至水情数据库中。较好地实现了流域水情实时采集传输。
（2）水情查询显示系统：为了统一和方便，系统统一采用浏览器/服务器(B/S)方式。管理者利用水情数据库中实时水情信息，通过开放数据库(ODBC)连接方法，以柱状图、等值线等图形、图像和表格方式在网上加以查询显示，并具有自动报警、特征统计等诸多功能。
（3）数据库及其管理系统：研究区防汛网络系统的网络数据库采用了通用的操作系统，例如，windows XP以及稳定的数据库，例如SQL server 2000或者SQL server2005，数据库包括实时水情库、历史暴雨洪水库、水利工程信息库、流域社会经济数据库等，整个数据库系统通过开放数据库连接方式，实现了实时水情以及历史暴雨洪水的查询检索、动态更新以及输入输出等工作，为暴雨洪水模拟、洪水调度分析提供信息支持。
（4）地理信息空间数据库系统
流域地理信息系统中图形系统利用了MapInfo图形系统作为开发平台。图形数据库系统采用了MapInfo数据结构和模式，并以此为基础，实现了图形数据库的建立、查询、检索、修改、添加等功能。利用图形数字化方法将流域水系、道路、湖泊水库、土壤植被以及土地利用等要素以不同的图层输入数据库中，并输入相应属性数据。
2.3 水雨测报系统主要部分实现
（1）水雨终端：内部集成了微处理器、存储器、电源电路(由太阳能电池板和铅酸电池组成)、RS-232通讯电路、无线通信模块等。可实现太阳能以及铅酸蓄电池两种供电方式的灵活切换保证系统运行、可通过无线网络与中心站通信，并可以由水文工作人员通过笔记本等手持设备现场读取固态存储器中保存的水位、雨量等信息。
（2）水雨自动测报系统：它由若干个水雨终端、远程终端单元和远程监控中心等几部分组成。水雨终端根据实际需要运行在各库区、灌区及江河流域的重要监测点，进行现场的水雨情数据采集，并通过GPRS/GSM网络将数据远传到中心站，通过中心站服务器上安装的专用配套软件从而可以进行水文数据的分析和处理。
（3）监控中心通过计算机网络技术，数据库技术和软件平台实现远程监控功能：监控中心存有各监测站点的信息，在系统运行的过程中，监控中心可对水雨情终端的运行参数(如水位/雨量的报警限、终端主动发起通讯的时间等)进行设定，并可在计算机上以曲线、图形的方式动态显示监测站点的水位、雨量的变化情况，便于水文工作人员直观的监测点的情况进行观察和分析。
（4）信息查询子系统：基于地理信息系统建立水情测报系统的信息查询子系统，即是通过地理信息系统将流域地图数字化，将背景地图与实时信息复合叠加，同时背景地图具有能够放大、缩小、漫游、导航等功能。动态监视流域内来自水文遥测系统采集的各水位站和雨量站的实时水雨情信息等。用户可以根据需要选择不同的地理信息系统软件，也可以根据需要选择不同的动态监测界面，如水系图或网络拓扑图。
在基于地理信息系统的信息查询子系统中，用户可以查询以下信息:
（1）测站基本信息，如测站基本编码、测站名称、测站类型等；
（2）时段水雨情信息，如降雨量、水位、入库流量、出库流量等；
（3）水库实时综合信息。
3 总结
本文通过分析江浙地区水雨的特征，分析和设计了江浙水雨测报系统，该设计依据几个主要的自然特征来进行考虑，具有很强的参考价值，但是没有考虑到人为和城市扩张所带来的水雨变化，希望在以后的设计中能有所体现。
参考文献
[1] 吴信才，《地理信息系统原理与方法》，电子工业出版社，北京，2002。
[2] 章四龙，《中国洪水预报系统设计建设研究》，水文， 2002。
[3] 林三益，《水文预报》，中国水利水电出版社，北京，2001。
[4] 蒋毅，林海旦，《SQL Server 2005实训教程》，中国人民大学出版社，2009。
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