水雨情測報信息化-水情測報

水庫大壩管理信息化技術(shù)目錄1概述2水庫大壩管理信息化的主要技術(shù)3安全監(jiān)測信息化4水雨情測報信息化5水庫調(diào)度管理信息化6大壩風險評估與應(yīng)急管理信息化7水庫大壩日常管理信息化8水庫大壩管理信息化系統(tǒng)開發(fā)4水雨情報信息化水庫大壩管理4.1概述4.1.1水雨情報的概念水雨情測報是指對江河、湖泊、水庫等水體的水文要素實時情況的監(jiān)測報告以及對未來情況的預(yù)報,涉及防洪、抗旱、水資源綜合利用與管理以及水生態(tài)環(huán)境保護等多個領(lǐng)域，與經(jīng)濟社會發(fā)展密不可分,是水文工作中的重要組成部分。廣義上,一切圍繞水雨情測報所展開的專業(yè)工作和管理活動,都稱之為水雨情測報工作，簡稱“水雨情”。4.1概述4.1.1水雨情報的概念作用掌握水庫水文資料采取防汛措施做好用水計劃進行科學(xué)調(diào)度和驗證水庫設(shè)計的依據(jù)水雨情測報是水庫大壩管理的一項基本工作4.1概述4.1.1水雨情報的概念意義：為防汛抗旱提供重要支撐和保障;為突發(fā)公共水事件提供預(yù)測分析;為水資源的優(yōu)化配置、高效利用提供基礎(chǔ)依據(jù);為生態(tài)建設(shè)提供基礎(chǔ)信息;為水利工程建設(shè)和運行奠定堅實基礎(chǔ);為經(jīng)濟社會發(fā)展和人民群眾生產(chǎn)生活提供全面服務(wù)。水雨情測報是水庫大壩管理的一項基本工作4.1概述4.1.1水雨情報的概念水雨情測報信息化：就是有效地利用現(xiàn)代傳感和遙測技術(shù)、計算機技術(shù)和信息傳輸技術(shù)等,使水雨情信息采集、存儲、傳輸、應(yīng)用和預(yù)測等方面具有較高的科技水平和智能化程度,提高水文信息資源的應(yīng)用能力和共享程度,從而全面提高水利技術(shù)發(fā)展與水文事務(wù)處理的效率和技能。雨量計水位計水位計測速儀測速儀4.1概述4.1.2水雨情測報工作的主要內(nèi)容水文情報水情服務(wù)水文預(yù)報水情管理4.1概述4.1.2水雨情測報工作的主要內(nèi)容水文情報主要包括:水情編碼、水情報汛、水情傳輸、水情監(jiān)視、水情信息報送、質(zhì)量考核等遵循規(guī)范及標準：《水文情報預(yù)報規(guī)范》、水情信息編碼標準和報汛任務(wù)水情信息傳輸基本流程水情站→水情分中心→省(自治區(qū)、直轄市)和流域機構(gòu)水情中心→水利部水利信息中心4.1概述4.1.2水雨情測報工作的主要內(nèi)容水文預(yù)報主要包括:預(yù)報方案編制和修訂、預(yù)報方案評定和檢驗、作業(yè)預(yù)報和預(yù)報會商等。各水庫編制的水文預(yù)報方案須經(jīng)水庫主管部門審定。已使用的預(yù)報方案,應(yīng)根據(jù)實測資料積累情況,進行修改和補充4.1概述4.1.2水雨情測報工作的主要內(nèi)容水情服務(wù)工作包括:水情信息的提供和發(fā)布、危險或災(zāi)害性水情的報警、預(yù)報信息的發(fā)布、水文情勢的分析、旱澇趨勢的展望等。水情管理水情管理工作主要包括:水情工作總結(jié)、水情工作質(zhì)量評定和水文情報預(yù)報效益分析等4.1概述4.1.3水情測報的主要功能存儲功能數(shù)據(jù)接收處理功能防護功能采集功能傳輸功能水文預(yù)報及報警功能4.1概述4.1.4水雨情測報信息化的意義充分發(fā)揮水利工程綜合效益的需要為防汛搶險贏得寶貴的時間防災(zāi)減災(zāi)的基礎(chǔ)水雨情信息是江河水庫洪水預(yù)報調(diào)度和防訊決策的重要依據(jù)4.1概述4.1.5水雨情測報信息化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢初級階段小流域水雨情自動測報系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展期編成《水文自動測報系統(tǒng)規(guī)范》（SL61-2003），統(tǒng)一了技術(shù)標準1970s-1980s1980s中后期1990s后期2003年水雨情自動測報系統(tǒng)的建設(shè)進入了網(wǎng)絡(luò)化階段我國水雨情自動測報系統(tǒng)的建設(shè)4.2水雨情數(shù)據(jù)采集與傳輸4.2.1水文測站的布設(shè)基本水文站按觀測項目可分為流量站、水位站、泥沙站、雨量站、水面蒸發(fā)站、水質(zhì)站、地下水觀測井等。其中流量站(通常稱作水文站)均應(yīng)觀測水位,有的還兼測泥沙、降水量、水面蒸發(fā)量及水質(zhì)等;水位站也可兼測降水量、水面蒸發(fā)量。4.2水雨情數(shù)據(jù)采集與傳輸4.2.2降水檢測數(shù)據(jù)采集及處理常見雨量計虹吸式雨量計目前我國使用最普遍小雨時精度較高只適用人工采集數(shù)據(jù)和手工錄入翻斗式雨量計分為單翻斗和雙翻斗式雙翻斗用于雨量分辨力為0.1mm浮子式雨量計計量部分為浮子式包括翻斗雨量計和浮子式水位計價格偏高對大雨適應(yīng)性較好容柵式雨量計使用容柵傳感器計測雨水利用高精度的電容測量技術(shù)4.2水雨情數(shù)據(jù)采集與傳輸4.2.3水位檢測數(shù)據(jù)采集與處理

1每個水位檢測點必須的水務(wù)測量設(shè)備水位測量基準值的來源包括直立式水尺、斜坡式水尺和矮樁式水尺水尺

2最早使用的水位計我國水利系統(tǒng)中最主要的水位自記儀器浮子式水位計

3簡稱為壓力式水位計可自動檢測水位和存儲記錄壓阻式壓力水位計

4結(jié)合聲學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)不受流速、水質(zhì)含沙量的影響超聲波水位計

5通過發(fā)射和接收微波脈沖檢測又稱為微波水位計雷達水位計

6通過發(fā)射和接收激光光波檢測激光水位計4.2水雨情數(shù)據(jù)采集與傳輸4.2.3水位檢測數(shù)據(jù)采集與處理水尺浮子式水位計壓力式水位計4.2水雨情數(shù)據(jù)采集與傳輸4.2.4流量監(jiān)測數(shù)據(jù)采集與處理橋測方式運用河面橋梁和測流儀器測流儀器包括流速儀、測深儀鉛魚、采樣器或數(shù)據(jù)采集儀等水文纜道測流取沙的重要技術(shù)裝備分為懸索纜道、懸桿纜道、吊箱纜道浮標法水面浮標深水浮標浮桿4.3水雨情資料整編與分析4.3.1整編規(guī)則及內(nèi)容說明資料基本資料調(diào)查資料整編說明水位、水文站一覽表降水量、水面蒸發(fā)量站一覽表水位、水文站分布圖降水量、水面蒸發(fā)量站分布圖水文要素綜合圖表測站考證圖表水位資料整編流量資料整編輸沙率資料整編泥沙顆粒級配資料整編冰凌資料整編講述資料整編水面蒸發(fā)量資料整編雨量調(diào)查資料暴雨調(diào)查資料洪水調(diào)查資料整編內(nèi)容4.3水雨情資料整編與分析4.3.2整編方法水位插補方法01.直線插補法當缺測期間水位變化平緩或雖變化較大,但與缺測前后水位漲落趨勢一致時,可用缺測時段兩端的觀測值按時間比例內(nèi)插求得。02.過程線插補法當缺測期間水位有起伏變化,如上游或下游站區(qū)間徑流增減不多、沖淤變化不大、水位過程線又大致相似時,可參照上游或下游站水位的起伏變化勾繪本站過程線進行插補。洪峰起漲點水位缺測，可根據(jù)起漲點前后水位的落、漲趨勢勾繪過程線進行插補。03.相關(guān)插補法當缺測期間的水位變化較大,或不具備上述兩種插補方法的條件,且本站與相鄰站的水位之間有密切關(guān)系時,可用此法插補。相關(guān)曲線可用同時水位或相應(yīng)水位點繪。如當年資料不足,可借用往年水位過程相似時期的資料。1.水位資料整編方法4.3水雨情資料整編與分析4.3.2整編方法1.水位資料整編工作內(nèi)容（1）日平均水位計算水位變化不大算數(shù)平均法水位變化較大面積包圍法4.3水雨情資料整編與分析4.3.2整編方法1.水位資料整編工作內(nèi)容（2）編制平均水位表保證率水位是指一年中有多少天的水位等于或高于某一水位,則此水位稱為相應(yīng)的保證率水位。在有航運的河道上,應(yīng)挑選各種指定保證率的日平均水位,如最高日平均水位,從高向低數(shù)的第15天、30天、90天、180天、270天的日平均水位及最低日平均水位,以便匯編時刊印。4.3水雨情資料整編與分析4.3.2整編方法1.水位資料整編工作內(nèi)容（3）編制洪水水位摘錄表洪水漲落急劇的測點,應(yīng)編制生成洪水水位摘錄表。對于水位測次不太多的站,直接取用全部水位記錄;對于水位測次很多的站,可選摘-一個相當長的河段內(nèi)的主要大峰。摘錄時,應(yīng)著重記錄洪峰流量最大和洪水總量最大的峰、含沙量最大和輸沙量最大的峰、孤立的洪峰、連續(xù)的洪峰、汛期開始的第-一個洪峰、較大的凌汛和春汛、久旱以后的洪峰等,使其滿足水文分析和水文預(yù)報的需要。4.3水雨情資料整編與分析4.3.2整編方法2.降水量資料整編方法當一個站同時有自記記錄和人工觀測記錄時，應(yīng)使用自記記錄。自記記錄有缺失、失真等問題的部分可用人工觀測代替,但應(yīng)附注說明。自記記錄無法整理時,可全部使用人工觀測記錄。同時期的降水量摘錄表與逐日降水量表所依據(jù)的記錄,必須完全一致。遙測無人值守的站,可不記觀測物符號等。1)降水量數(shù)據(jù)整理的方法要求4.3水雨情資料整編與分析4.3.2整編方法2.降水量資料整編方法2)降水量插補與改正的要求(1)降水量的插補缺測之日,可根據(jù)地形、氣候條件和鄰近站降水量分布情況,采用鄰站平均值法、比例法或等值線法進行插補。(2)降水量的改正如自記雨量計短時間發(fā)生故障,使降水量累積曲線中斷或不正常時,通過分析對照或參照鄰站資料進行改正。對不能改正部分采用人工觀測記錄或按缺測處理。4.3水雨情資料整編與分析4.3.2整編方法2.降水量資料整編方法3)降水量整編主要工作內(nèi)容日降水量的計算均以每日8時為日分界時間,即本日8時至次日8時內(nèi)的降水量,為本日的降水量。當一日內(nèi)有降雪、降雹或兩種不同降水物時,需在降水量數(shù)值右側(cè)加注降水物符號,對指定要觀測初霜、終霜的站,應(yīng)在出現(xiàn)初、終霜日欄內(nèi)加注霜的符號。若整編符號與降水物符號并用時,整編符號一律列在降水物符號之右。降水物符號如下:4.3水雨情資料整編與分析4.3.2整編方法2.降水量資料整編方法3)降水量整編主要工作內(nèi)容月年統(tǒng)計值是常用的基本特征數(shù)值,在一定程度上反映出當年降水的某些特性,如雨水的豐枯和季節(jié)的分配情況以及雨日的多少等。月(年)降水量是全月(年)內(nèi)各日降水量之總和，降水日數(shù)是全月(年)內(nèi)有降水的天數(shù),當日降水量大于或等于0.1mm時，即為降水日,最大日量可從全月的降水量數(shù)列中選得。4.3水雨情資料整編與分析4.3.2整編方法2.降水量資料整編方法3)降水量整編主要工作內(nèi)容降水量摘錄表主要提供汛期或主要暴雨的各個分段觀測記錄,包括各個時段的起訖時間和分段降水量。此表可以反映出降水隨時段的變化情況及--次(場)降水量。根據(jù)規(guī)定凡每日按四段制或四段制以上觀測的站或以自記雨量資料整編的站,一般應(yīng)編制本表。常用的摘錄方法有兩種，即暴雨洪水配套分段摘錄和汛期全摘、非汛期摘錄。將各種水文數(shù)據(jù)摘錄后,應(yīng)按規(guī)范格式進行制表。常用的制表方法也有兩種:第一種方法記降水起訖時間及一次降水量或一次內(nèi)各時段降水量,當降水中間有大于15min的間歇時,其間歇前后作為兩次降水;第二種方法不記降水起訖時間,只記正點分段觀測時間和時段降水量。4.3水雨情資料整編與分析4.3.2整編方法2.降水量資料整編方法3)降水量整編主要工作內(nèi)容各時段最大降水量根據(jù)自記記錄整編,在全年自記雨量記錄上滑動挑選,可不受月、日、小時和場次的限制,對10min、20min、30min、45min諸時段的最大降水量,一般可按5min滑動挑選,對1h及以上各時段，可根據(jù)具體情況按10min或1h等時間間隔滑動挑選。但需注意在同一冊年鑒中,應(yīng)采用同一標準滑動4.3水雨情資料整編與分析4.3.2整編方法3.水面蒸發(fā)量資料整編方法(1)插補方法當缺測日的天氣狀況與前后日大致相似時,可根據(jù)前后日觀測值直線內(nèi)插,亦可借用附近氣象站資料;觀測水氣壓力差和風速資料的站，可繪制有關(guān)因素的過程線或相關(guān)線進行插補。(2)改正方法若水面蒸發(fā)量很小，測出的水面蒸發(fā)量是負值時,應(yīng)改正為“0.0”,并加改正符號。(3)換算一年中采用不同口徑的蒸發(fā)器進行觀測的站,當歷年積累有20cm口徑蒸發(fā)器與E601型蒸發(fā)器比測資料時,應(yīng)根據(jù)分析的換算系數(shù)進行換算,并附注說明。1)水面蒸發(fā)量插補改正和換算要求4.3水雨情資料整編與分析4.3.3誤差理論與測驗誤差分析實際測量過程中，不僅存在隨機誤差,而且往往還存在系統(tǒng)誤差,在某些條件下系統(tǒng)誤差還比較大。因此,測量結(jié)果的精度不僅取決于隨機誤差,還取決于系統(tǒng)誤差。因為系統(tǒng)誤差和隨機誤差同時存在于測量數(shù)據(jù)中,而且有的還不易于被發(fā)覺,多次測量又不能減少對測量結(jié)果的影響,所以就對測量結(jié)果的影響而言,系統(tǒng)誤差往往比隨機誤差更具危險性。因而,采用一定方法發(fā)現(xiàn)、消除或減小系統(tǒng)誤差是十分必要的。資料比較法在水文測驗中，如果某一測驗項目某一實測值有系統(tǒng)偏大或偏小的可能,可通過相鄰時段或相鄰測次實測值的比較來判斷系統(tǒng)誤差是否存在,并粗估其大小。殘余誤差觀察法根據(jù)測量的先后順序,將測量系列中的各個殘差列表或作圖,即可判斷出有無系統(tǒng)誤差。若殘差大體上是正負相間,且無顯著變化規(guī)律,則無根據(jù)懷疑存在系統(tǒng)誤差。殘差觀察法適用于發(fā)現(xiàn)可變系統(tǒng)誤差,但不能發(fā)現(xiàn)固定不變的系統(tǒng)誤差。4.4水雨情監(jiān)控與預(yù)警預(yù)報水雨情監(jiān)控包括監(jiān)控水情和雨情信息，當水位、雨量等超出允許范圍時,可自動報警。水情信息監(jiān)控主要包括水位原始數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測、時段水位、水位日報、水位月逐日、水位年逐日,同時可以使用報表展示、圖形展示及在線實時監(jiān)視功能。4.4水雨情監(jiān)控與預(yù)警預(yù)報監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)以雨情信息采集系統(tǒng)為基礎(chǔ),按照預(yù)先設(shè)定的預(yù)警標準進行預(yù)警等級劃分，并借助于互聯(lián)網(wǎng)和GIS實時水雨情信息發(fā)布與預(yù)警平臺,將預(yù)警信息以短信的方式，發(fā)送給相關(guān)人員,確保第一時間將預(yù)警信息發(fā)送到基層,提高受影響區(qū)域?qū)λ昵樾畔⒌膶崟r掌握能力。4.4水雨情監(jiān)控與預(yù)警預(yù)報水雨情預(yù)報的主要內(nèi)容即洪水預(yù)報。洪水預(yù)報是根據(jù)洪水形成的客觀規(guī)律,利用已經(jīng)掌握的水文、氣象資料(稱水文信息或水文數(shù)據(jù))，預(yù)報河流某--斷面在未來一定時期內(nèi)(稱預(yù)見期)將要出現(xiàn)的流量、水位過程。根據(jù)發(fā)布預(yù)報時所依據(jù)的資料不同,洪水預(yù)報可分為水文氣象法、降雨徑流法和河段洪水演進法三類。降雨徑流計算水文氣象預(yù)報長江2號洪水演進，預(yù)測超警位置及時間4.4水雨情監(jiān)控與預(yù)警預(yù)報防洪決策部門根據(jù)洪水預(yù)報的結(jié)果做出洪水調(diào)度方案,并對有關(guān)地區(qū)和部門發(fā)出警報。根據(jù)內(nèi)容警報可分為5個級別。①注意警報。有可能發(fā)生洪水災(zāi)害,提醒有關(guān)地區(qū)內(nèi)的廣大人員注意洪水情報。②準備警報。發(fā)生洪水災(zāi)害的可能性增大,提醒做好防洪的物資準備。③行動警報。洪水隨時可能發(fā)生,實際開展防洪和避難活動。④待命警報。洪峰已順利通過,但仍有再次出現(xiàn)發(fā)生災(zāi)害的可能性,全體防洪人員和避難人員原地待命,進一步觀察水情變化。⑤解除警報。發(fā)生洪水的危險已經(jīng)消除，各種防洪和避難活動可以解除。4.4水