淮河流域水情情报预报系统

4　水文情报预报

1991—2010年，淮河流域报汛报旱站网总体稳定，以国家基本水文站网为基础（部分国家基本水文站点是按断面设置报汛报旱站点的），其他非水文部门专用站和气象站等为补充。

水文情报工作的关键是实时信息传送的速度，特别是涉及防汛。1991—2010年期间，实时信息传输手段、处理方式、拍报办法等均有较大变革。1992年淮河流域实时水情传输系统建成，1995全国防汛计算机网络开始建设，1998年流域各地市相继联入全国防汛计算机网络，2000年起流域各地水文测站相继采用以音频编码技术为主的信息传输技术。近十几年来各地水文自动测报系统的建设，都大大提高了实时信息的传送速度。

1992年后，淮委和流域四省水文局先后采用微机译电系统取代了传统的人工翻译水情电报，标志着淮河流域雨水情处理技术全面步入自动化。

水文预报是在水文情报的基础上，对未来水文情况作出科学预测并发布预报的技术与作业。1991—2010年，淮河流域水文预报技术随着水文预报方案的不断修订，洪水预报系统的不断完善，也得到了发展和提高。

4．1　水文情报

4．1．1　报汛报旱站网

1991—2000年，淮河流域报汛报旱站点数量除墒情站外基本稳定。2000年后，为满足治淮建设中各新建水利工程运行管理、中小河流防洪调度、山洪防御以及抗旱等工作的需要，流域报汛报旱站网不断进行局部调整和补充，河南、安徽、江苏三省增加了较多的墒情信息报送站点。

截至2010年底，淮河流域共有各类报汛报旱站点1 299个，其中水文站378个、水位站211个、雨量站492个、墒情站218个。此外安徽省有14个地下水站报送地下水埋深等信息，12个蒸发项目站报送蒸发信息。1991—2010年淮河流域水情信息报送站点统计情况详见表4．1。

表4．1　1991—2010年淮河流域水情信息报送站点统计表

4．1．2　情报业务

每年汛前，根据当年防汛抗旱等工作的需要，各主管部门将调整报汛报旱站网，编制报汛报旱拍报要求，向各地水文测站下达报汛报旱任务。在汛期，各级水文部门均设有水情值班室，每天24小时值守。报汛报旱站通过自动测报系统或者以音频编码为主的传输系统向地（市）、省、淮委以及水利部等各级部门报送雨情、水情、旱情信息，这些信息在地市进入全国防汛计算机网络，为全国各需要信息的防汛部门共享。各级防汛部门的水情技术人员根据收集到的信息，点绘水位过程线、流量过程线、雨量等值线，编制水情简报，为各级防汛部门进行洪水调度和防汛决策提供依据。洪水过后，水情技术人员将编写各类洪水分析、水情小结与总结、旱情分析等报告，为今后分析总结提供基本资料。其中一般雨水情直接用雨水情图表向有关防汛抗旱指挥部门及领导报送；重要和紧急雨水情，随时用电话、传真等向有关防汛抗旱指挥部门及领导汇报；发生大暴雨洪水时，及时进行暴雨洪水预报与分析，提交洪水调度建议和综合分析报告，为防汛抗旱指挥部门决策提供依据。

1）水情信息编码

长期以来，水情信息是以电报形式传送的，称之为“水情电报”，其格式是按照原水利电力部1964年12月颁布的《水文情报预报拍报办法》中规定的5位电报码格式，拍报项目有降水、水位、流量、闸坝开启变化情况，水文预报，特殊水情等。随着水情信息传送的内容不断增加，原水情电报越来越不适应防汛抗旱、水资源管理等方面的需求。

2005年水利部颁布了《水情信息编码标准》（SL 330—2005），该标准对原水情电报格式作了重大改革：测站编码由原来的5位改为8位；编码项目补充了墒情、涝情、冰情、沙情、排涝、地下水、山洪、泥石流和溃坝决口等内容；采用代码标识识别水文要素属性，且属性代码与其数值合并一组；水文要素有小数点和负号等。同年，《实时雨水情数据库表结构与标识符标准》（SL 323—2005）也颁布实施，实时水情信息按新标准数据库结构存储。

2006年汛期起，淮河流域各级水文部门按照新的《水情信息编码标准》，正式采用新的8位编码标准报送水情信息。

2）水情信息传输

1991年前，实时信息传送均依靠邮电部门的5位码电报方式（民用电报为4位码）。由于淮委地处安徽蚌埠，同样一份电报，淮委接收到的时间总是晚于水利部和流域四省，致使淮委防汛工作十分被动。

1992年6月，淮委水文水情处开始利用邮电部门公用分组交换数据网（Public Packed Switching Data Network）作为实时水情信息传输手段，以水利部、淮委、沂沭泗局、豫皖苏鲁四省的7个水文机构为节点，当年年底建成了全国水利行业第一个广域网络——“淮河流域实时水情传输系统”。其原理是将各省水文机构接收到的实时水情电报信息直接上网发送（共享）到网上各节点。该系统于1993年汛期正式投入使用后，淮委率先停止了流域各地向淮委拍发水情电报，其所需要的实时水情信息直接通过网络共享得到。采用这一系统后，淮委接收流域实时信息的时间比以往提前了30分钟左右，不但解决了淮委接收信息晚于其他部门的老问题，同时还节省了淮委支付给流域各地实时水情电报的补助费用。利用网络共享信息是我国防汛信息传输的里程碑，为1995年全国水利行业范围内建设全国防汛计算机网络提供了经验。

1995—1998年期间，淮河流域各地市水文（防汛）部门先后联入“全国防汛计算机网络系统”，使得淮河流域成为全国第一个有覆盖流域所有地市水情信息传输（共享）系统的单位。即所有测站只需向本地市拍发一份水情电报（或者通过电话报送水情信息），由地市网络终端发送（共享）信息到所有需要该站水情信息的机构和部门。这样，所有需要该测站水情电报的水文机构都不再需要该测站为其拍发水情电报，不但节省了巨额的报汛经费，而且使得整个水情信息传输流程缩短了60分钟。

1998年，淮委水文局研制开发了“音频编码技术”。它是利用测站普通电话和地市计算机（内装语音卡），通过电话按键将测站水情信息传到地市水文局的半自动化方式（俗称语音卡方式）。这一方式解决了我国实时水情信息传输流程最后一个“瓶颈”（测站到地市）。1999年首先在广东省应用成功后，2000年后迅速在全国推广，到2006年，全国已有109个水文部门、11个防汛部门运用语音卡方式传输测站实时水情信息。截至2010年，全国仍然有近千个测站还在使用语音卡方式。语音卡方式的应用完善了我国实时水情信息传输的整个流程，实现了国家防总提出的“实时水情信息必须在30分钟内从测站传送到各级防汛部门”的目标，从而大大增加了洪水预报的预见期。

2004年11月，国家防汛抗旱指挥系统一期工程——淮河流域计算机骨干网工程建成后，成为淮河流域水雨情、工情、旱情、灾情等防汛抗旱信息的采集、传输、处理、服务与共享的主要基础设施。

3）水文信息服务

1992年以前，水情信息采用5位码电报，各部门收到水情电报后人工翻译并填写到专用的水情本，供技术人员传阅查询。

1992年7月，淮委率先在淮河流域采用微机译电系统取代传统的人工翻译水情电报。即电传信息直接进入计算机，经过译电系统处理后形成（雨量、水位、流量等）5个基本数据文件和1个错报数据文件，基本数据文件入库，错报数据文件经人工修改后再由译电系统处理。通过数据库检索、查询，比传统翻阅水情本效率提高十几倍乃至几十倍。随后几年内流域各省相继开发了译电系统并投入业务应用。

1994—2000年，淮委及流域四省不断采用最新的计算机技术、数据库技术和网络技术，相继开发了各种水情信息处理系统，通过这些系统，可以随时绘制各类时段雨量等值图、雨量柱状图、水位过程线、流量过程线、距平图。水情情报工作的自动化大大提高了工作效率，同时也为洪水预报工作提供了更加丰富的信息成品和半成品。

1994年，淮委与河海大学、大连理工大学、黄河水利委员会合作参与世界银行项目，共同研制开发了“淮河中上游防洪调度系统”，制定了实时水情信息数据库结构标准，利用Sybase数据库来存储实时水情信息。

1999年和2001年，淮委和流域四省水文机构先后开发更新网页查询流域雨水情信息，改变了人工分发雨水情图表的工作方式。此后又相继开发了在Web GIS地图上显示的系统和面向互联网的雨水情查询系统，使淮河流域的水文情报服务水平大大提高。

从1999年起，淮委开始利用．NET框架及分布式数据库技术，研发水文数据分析计算软件，经过十余年的深入探索和优化完善，成功研发出“水文信息统一分析平台”。该平台基于各类水文业务数据库、空间数据库等构成的数据库群，可实现水位、流量、降水量等水文要素的查询、分析及成果展示，以满足防汛抗旱等方面常用的分析计算需求，还可为水利规划、水资源保护等方面提供水文分析的半成品或成品。

4．2　洪水预报

洪水预报是建立在充分掌握客观水文规律的基础上，预报未来水文现象。随着国民经济的发展和水利资源的开发利用，洪水预报的应用更为广泛，其作用愈加显著，越来越受到人们的重视。

4．2．1　洪水预报方法

实用洪水预报方案是淮河流域洪水作业预报的主要技术手段。从20世纪50年代初开始起步编制，逐年修订、完善、增加并沿用至今。目前流域水文部门洪水预报作业中参照使用的《淮河流域实用水文预报方案》、《淮河流域实用水文预报补充方案》等，基本整合了流域四省的现有预报方案。

1998年3月，根据国家防汛抗旱总指挥部办公室文件（办综〔1998〕18号）的要求，淮委组织河南、安徽、江苏等省水文部门对1986年编制的《淮河流域实用水文预报方案（淮河部分）》进行补充修订，增加了1985—1998年间的暴雨洪水资料，重新编制了部分测站的预报方案，修订了部分原有的预报方案，补充了新建水工建筑物的泄流曲线等。修订汇编后的新方案更名为《淮河流域淮河水系实用水文预报方案》，于2002年9月正式刊印出版（分上、下两册）。该方案反映了近年来流域下垫面的改变对产汇流关系的影响，基本覆盖了淮河水系干支流和重要水利工程的控制站，形成了干支流相结合、上下游相连贯的预报方案体系。新方案共有预报方案178套，按《水文情报预报规范》评定，其中甲等方案88套，乙等方案90套；涉及水文测站61处，其中河道、湖泊和闸坝站45处，大型水库站16处。新方案图表齐全、规格统一、文字说明清楚、使用方便、实用性强。

1999年3月，沂沭泗局组织山东、江苏省水文部门，对1993年编制的《淮河流域实用水文预报方案（沂沭泗部分）》进行修订。本次修订主要是增加了1990—1998年间的暴雨洪水资料，成册后更名为《淮河流域沂沭泗水系实用水文预报方案》，于2001年8月刊印（分上、下两册），该方案共有预报方案83套，按《水文情报预报规范》评定，其中甲等方案26个，乙等方案57个；涉及水文测站56处，覆盖了沂沭泗水系主要干支流和重要水利工程的控制站。

2004年、2005年淮委再次分别组织流域四省水文部门对长期以来由于测站资料缺乏、技术难度大等原因而很少研究的淮北部分支流和干流区间的水文预报方案进行研制。至2007年完成了《淮河流域实用水文预报补充方案》的编制并出版，该补充方案共包括干支流、湖泊及水库49处控制站的254套预报方案。

由于传统的人工观测资料所限，洪水预报方案中预报时段△T一般为6小时（四段次），也有12小时（二段次）和24小时（一段次）。随着水文自动测报系统建设的日益普及，技术人员获取水情信息的速度越来越快，甚至每分钟都能获取到水情信息。为充分利用高段次水情信息，提高洪水预报精度和预见期，2006年12月，淮委水文局组织河南、安徽两省水文部门编制淮河正阳关以上流域短时段水文预报方案。其中产流方案是在已有水文预报方案的基础上补充了1999—2005年间的暴雨洪水资料的点据；汇流方案是按照河道汇流及流域单位线汇流计算时段长为2小时、大型水库以上流域单位线汇流及水库调洪演算计算时段长为1小时重新编制的，采用的水文资料系列截至2005年。本次共编制了淮河正阳关以上干、支流35个河道控制断面229套方案，其中产流方案55套，汇流方案45套，河道流量演算方案29套，水库调洪演算方案18套，峰量关系和各类经验相关方案82套。

水文模型是淮河流域水文预报方法的重要补充。2005年，淮河流域引进新安江模型和水力学模型，主要应用范围是淮河正阳关以上流域；2010年，在沂河临沂站、沭河大官庄站进行水箱（TANK）模型的探索与应用。

4．2．2　洪水预报系统建设

1991年，由国家自然科学基金委员会与水利部科教司共同资助，淮委、清华大学与水利部减灾研究中心三家单位联合研究开发了“淮河中上游防洪调度决策支持系统”。该系统由数据库子系统、实时水雨情检索子系统、水文学洪水预报模型和非恒定流洪水预报模型组成，第一次将洪水预报模型与计算机技术、数据库技术和模型技术有机结合起来，为淮河中上游防洪调度决策提供了技术支撑。

1992年，淮委根据现行实用水文预报方案研制开发了为河南省板桥、宿鸭湖、南湾、鲇鱼山和安徽省梅山、佛子岭、磨子潭、响洪甸等八座大型水库联合统一调度服务的“淮河八大水库预报调度系统”。1995年，淮委以数据库、模型库和方法库的形式研制开发了“淮河中上游防洪调度系统”，其中洪水预报系统是模型库中的一个子模型。2000年，与中国科学技术大学合作采用水文学模型、水力学模型、新安江模型和实时校正等技术，研制开发了“淮河流域防洪防污智能调度系统”，在该系统中实现了多水库的优化调度和河道与行蓄洪区的联合调度。2002年汛后，淮委依据当年出版的《淮河流域淮河水系实用水文预报方案》，对“淮河中上游防洪调度系统”和“淮河八大水库预报调度系统”进行了升级改造，分别形成“淮河联机洪水预报系统”和“淮河十大水库的洪水预报和调度系统”（增加河南省的石漫滩、薄山两座大型水库）。

2006年底，根据国家防汛抗旱指挥系统工程批复的建设内容，淮委开始组织研制开发“淮河洪水预报系统”。该系统由淮河水系洪水预报子系统和沂沭泗水系洪水预报子系统组成，以实时雨水情数据库、历史洪水数据库、图形库等信息资源为基础，依托计算机网络环境，遵循统一的技术架构，建立洪水预报模型库和洪水预报系统，于2007年11月完成。该系统能够为国家防总、淮河防总等各级防汛抗旱领导机关提供精度较高，满足调度决策要求的洪水预测、预报和水资源分析计算成果。2007年9月，北京江河瑞通技术发展有限公司开始研制开发“淮河流域防洪调度系统”（国家防汛抗旱指挥系统工程中的项目），该系统在“应用支撑平台、数据汇集平台、公用数据库、专用数据库”的支撑下，依据《淮河洪水调度方案》（国汛〔1999〕9号）的调度安排，对淮河上中游已有调度系统进行整合，并在此基础上进行扩展，从而建成覆盖淮河重点防洪地区的“淮河流域防洪调度系统”。系统于2009年6月建成，同年汛期投入使用。

四省水文部门也根据防汛工作需要，与高校、科研机构合作，相继开发研制了针对局部地区的洪水预报调度系统，如2002—2005年江苏省水文局开发了“江苏沿海风浪场、潮位和风暴潮预报系统”；2005—2008年安徽省水文局研制了“淮河临淮岗以上洪水预报调度系统”。