摘要：由于梅州市是洪澇災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，洪水預(yù)報(bào)要求快速和準(zhǔn)確，其中快速的基礎(chǔ)是水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)是科學(xué)可靠的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)模型。水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)屬于應(yīng)用遙測(cè)、通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)，完成江河流域降水量、水位等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、報(bào)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(cè)站；運(yùn)行維護(hù)；防洪減災(zāi)。
　　
　　1、GPRS遙測(cè)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(xì)列出中心站的結(jié)構(gòu),系統(tǒng)由路由器2、交換機(jī)、數(shù)據(jù)接收前置機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)和WEB服務(wù)器、UPS不間斷電源和手機(jī)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(jī)傳送到數(shù)據(jù)接收前置機(jī)，一方面前置機(jī)把數(shù)據(jù)處理后將數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫(kù)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(jī)可以通過IE瀏覽當(dāng)前實(shí)時(shí)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(chǔ)器數(shù)據(jù)及修改參數(shù)。
　　
　　
　　1.2終端站結(jié)構(gòu)
　　終端測(cè)站主要由水雨傳感器、數(shù)據(jù)采集RTU、GPRS模塊太陽(yáng)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(cè)報(bào)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(shí)現(xiàn)，其配置由計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備等組成，主要設(shè)備有計(jì)算機(jī)、諾基亞GPRS卡式手機(jī)、路由器、打印機(jī)、UPS電源等。
　　1.4中心站的主要功能
　　一是遠(yuǎn)程提取各遙測(cè)站的固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程設(shè)置各遙測(cè)站參數(shù)、本地測(cè)站參數(shù)維護(hù)；二是遠(yuǎn)程提取可以在中心站通過GPRS信道提取遙測(cè)站自運(yùn)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(chǔ)為文本文件；三是遠(yuǎn)程設(shè)置各遙測(cè)站參數(shù)，中心站通過GPRS數(shù)據(jù)信道修改各遙測(cè)站的運(yùn)行參數(shù)，參數(shù)包括：中心測(cè)站站址、中心手機(jī)號(hào)碼、日起始時(shí)間、時(shí)段值、加報(bào)水位值、警戒水位值、雨量十分鐘加報(bào)閾值(20mm)、雨量三十分鐘加報(bào)閾值(60mm)、警戒水位以上發(fā)報(bào)時(shí)間間隔，從而調(diào)整終端的運(yùn)行狀態(tài)。
　　1.5GPRS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
　　GPRS遙測(cè)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(hù)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(cè)報(bào)中的應(yīng)用
　　2.1運(yùn)行狀況
　　經(jīng)過6年來的運(yùn)行檢驗(yàn)，系統(tǒng)基本上能夠按照設(shè)置定時(shí)自報(bào)時(shí)段水位、雨量，正確完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、固態(tài)數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)WEB發(fā)布和遠(yuǎn)程參數(shù)修改功能。采集系統(tǒng)目前采取每小時(shí)自報(bào)一次，182個(gè)站點(diǎn)的時(shí)段數(shù)據(jù)基本上可以在整點(diǎn)5分鐘內(nèi)到齊；在遙測(cè)站上電時(shí)段可以正確提取雨量數(shù)據(jù)；可以正確修改遙測(cè)站參數(shù)，調(diào)整遙測(cè)站運(yùn)行情況。系統(tǒng)運(yùn)行的暢通率達(dá)到98%以上，雨量和水位數(shù)據(jù)對(duì)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(dòng)地（每隔五分鐘）更新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并根據(jù)情況進(jìn)行報(bào)警。正常時(shí)測(cè)站站名為藍(lán)色，報(bào)警時(shí)測(cè)站站名變?yōu)榧t色；人工干預(yù)報(bào)警（點(diǎn)擊測(cè)站站名）后，報(bào)警取消，站名變藍(lán)色。點(diǎn)擊測(cè)站站名可以查看該測(cè)站最近的監(jiān)測(cè)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(bào)數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；雨量報(bào)警查詢、水位報(bào)警查詢、電壓報(bào)警查詢、時(shí)差報(bào)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(shí)自動(dòng)傳送到省水文局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，省水文局、市三防能同步查詢數(shù)據(jù)，同時(shí)水情數(shù)據(jù)庫(kù)與公網(wǎng)連接，隨時(shí)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(bào)表（比如雨量等值線圖、時(shí)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(cè)設(shè)備；三是缺乏應(yīng)用軟件，沒有水文預(yù)報(bào)模型軟件，不能更好地發(fā)揮GPRS遙測(cè)系統(tǒng)的作用；四是報(bào)警功能不夠完善，當(dāng)有站點(diǎn)出現(xiàn)暴雨或超警戒水位時(shí)，只把報(bào)警站站名變?yōu)榧t色，而不會(huì)發(fā)出警告聲。
　　2.4在防洪測(cè)報(bào)中的作用
　　梅州水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)，結(jié)合實(shí)際，因地制宜，應(yīng)用了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)科技成果，取得了顯著的成效，在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮了積極的作用。
　　2.4.1洪水預(yù)報(bào)模型中的應(yīng)用情況
　　長(zhǎng)期以來,在洪水實(shí)時(shí)作業(yè)預(yù)報(bào)中,主要使用經(jīng)驗(yàn)相關(guān)圖進(jìn)行手工預(yù)報(bào)作業(yè)，工作量大、效率低，嚴(yán)重影響了預(yù)報(bào)作業(yè)的速度，洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)模型是計(jì)算計(jì)算機(jī)技術(shù)在洪水預(yù)報(bào)各環(huán)節(jié)中的廣泛應(yīng)用。因此，以遙測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集資料為依據(jù)，利用中國(guó)洪水預(yù)報(bào)模型和相關(guān)圖預(yù)報(bào)模型（見下圖），將相關(guān)圖和預(yù)報(bào)員人工操作經(jīng)驗(yàn)的精華編制為交互式預(yù)報(bào)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)河系洪水預(yù)報(bào)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(shí)、準(zhǔn)確的遙測(cè)系統(tǒng)信息，通過《中國(guó)洪水預(yù)報(bào)模型》和《相關(guān)圖預(yù)報(bào)模型》相結(jié)合，毅然預(yù)報(bào)了梅縣站將在7月27日3時(shí)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(shí)左右出現(xiàn)緩慢下降的預(yù)報(bào)。（實(shí)際出現(xiàn)洪峰水位是77.63米，時(shí)間是在27日3時(shí)，洪峰水位持續(xù)3小時(shí)后下降）根據(jù)分局發(fā)出的水情預(yù)報(bào)，市三防指揮部立刻作出了按《梅州大堤搶險(xiǎn)預(yù)案》進(jìn)行巡堤；作出對(duì)預(yù)案里沒有達(dá)到防預(yù)標(biāo)準(zhǔn)的小堤圍主動(dòng)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(huì)議上省、市有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)說：沒有水文準(zhǔn)確、及時(shí)的預(yù)報(bào)，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(cè)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(dá)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(cè)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(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，及時(shí)監(jiān)視雨情的發(fā)生發(fā)展，測(cè)得17～20時(shí)4小時(shí)降雨91mm，其中18～19時(shí)1小時(shí)降雨83mm，并在半小時(shí)超限加報(bào)。梅州水文分局值班人員及時(shí)、準(zhǔn)確地向當(dāng)?shù)卣�府和三防部門匯報(bào)了突發(fā)性暴雨和可能帶來的災(zāi)情，為三防部門及時(shí)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(bào)時(shí),梅州市防汛辦公室還沒有接到災(zāi)區(qū)的報(bào)告,在接到分局報(bào)告后,防汛辦才打電話核實(shí)情況，災(zāi)情確實(shí)嚴(yán)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?yàn)楫?dāng)時(shí)還未建自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，水雨情信息少、時(shí)效性差，未能全面及時(shí)對(duì)突發(fā)暴雨進(jìn)行監(jiān)測(cè)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(yán)重的財(cái)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(tái)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(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。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(cè)報(bào)系統(tǒng)的收集統(tǒng)計(jì)分析，河子口站24小時(shí)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(shí)、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(qiáng)度大，水位變化快，加上各地降雨分布不均勻，給預(yù)報(bào)工作帶來很大困難，我們根據(jù)水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)橫山、三河壩等站進(jìn)行了滾動(dòng)預(yù)報(bào)，梅州市委、市政府根據(jù)預(yù)報(bào)作出了做出了調(diào)用部隊(duì)對(duì)大埔縣高坡鎮(zhèn)大堤進(jìn)行搶險(xiǎn)的決定，經(jīng)過全力的搶險(xiǎn)，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(cái)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?yè)P(yáng)。
　　3、防汛減災(zāi)對(duì)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(huì)穩(wěn)定的大事，洪水預(yù)報(bào)是防汛抗洪的重要組成，做好洪水預(yù)報(bào)工作，才能科學(xué)的防洪減災(zāi)。水文情報(bào)預(yù)報(bào)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(xiàng)基本工作。目前梅州水文局在流域內(nèi)設(shè)160個(gè)雨量站，水情信息網(wǎng)點(diǎn)偏少，站點(diǎn)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(xiǎn)的現(xiàn)代化水平，增加水情站點(diǎn)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(shí)、準(zhǔn)確、快速傳遞，爭(zhēng)取時(shí)間，把災(zāi)害損失降到最低；
　　3.2加強(qiáng)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(jí)電站，改變了天然行洪狀況，各電站必需建立水文測(cè)報(bào)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(shí)盡快完善全市各大、中型水庫(kù)及各梯級(jí)電站的水情系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，做好梯級(jí)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(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)水文、氣象監(jiān)測(cè)和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)，建立完善的災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)體系，形成一整套預(yù)災(zāi)、避災(zāi)、防災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)防范與防御機(jī)制，做到有洪無災(zāi)，或有災(zāi)無傷亡。
　　4、結(jié)束語(yǔ)
　　洪澇災(zāi)害的產(chǎn)生與人類社會(huì)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(shí)、準(zhǔn)確、快捷傳遞，爭(zhēng)取時(shí)間，把洪澇災(zāi)害損失降到最低；在加強(qiáng)水利工程建設(shè)的同時(shí)，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(qiáng)重視，真抓實(shí)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(xiàn)
　　[1]水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范.水利部SL61-2003行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).
　　[2]YCZ-2A-101型遙測(cè)終端機(jī)用戶手冊(cè),北京燕禹通信遙測(cè)聯(lián)合新技術(shù)開發(fā)部