水雨情测报信息化-水情测报

水库大坝管理信息化技术目录1概述2水库大坝管理信息化的主要技术3安全监测信息化4水雨情测报信息化5水库调度管理信息化6大坝风险评估与应急管理信息化7水库大坝日常管理信息化8水库大坝管理信息化系统开发4水雨情报信息化水库大坝管理4.1概述4.1.1水雨情报的概念水雨情测报是指对江河、湖泊、水库等水体的水文要素实时情况的监测报告以及对未来情况的预报,涉及防洪、抗旱、水资源综合利用与管理以及水生态环境保护等多个领域，与经济社会发展密不可分,是水文工作中的重要组成部分。广义上,一切围绕水雨情测报所展开的专业工作和管理活动,都称之为水雨情测报工作，简称“水雨情”。4.1概述4.1.1水雨情报的概念作用掌握水库水文资料采取防汛措施做好用水计划进行科学调度和验证水库设计的依据水雨情测报是水库大坝管理的一项基本工作4.1概述4.1.1水雨情报的概念意义：为防汛抗旱提供重要支撑和保障;为突发公共水事件提供预测分析;为水资源的优化配置、高效利用提供基础依据;为生态建设提供基础信息;为水利工程建设和运行奠定坚实基础;为经济社会发展和人民群众生产生活提供全面服务。水雨情测报是水库大坝管理的一项基本工作4.1概述4.1.1水雨情报的概念水雨情测报信息化：就是有效地利用现代传感和遥测技术、计算机技术和信息传输技术等,使水雨情信息采集、存储、传输、应用和预测等方面具有较高的科技水平和智能化程度,提高水文信息资源的应用能力和共享程度,从而全面提高水利技术发展与水文事务处理的效率和技能。雨量计水位计水位计测速仪测速仪4.1概述4.1.2水雨情测报工作的主要内容水文情报水情服务水文预报水情管理4.1概述4.1.2水雨情测报工作的主要内容水文情报主要包括:水情编码、水情报汛、水情传输、水情监视、水情信息报送、质量考核等遵循规范及标准：《水文情报预报规范》、水情信息编码标准和报汛任务水情信息传输基本流程水情站→水情分中心→省(自治区、直辖市)和流域机构水情中心→水利部水利信息中心4.1概述4.1.2水雨情测报工作的主要内容水文预报主要包括:预报方案编制和修订、预报方案评定和检验、作业预报和预报会商等。各水库编制的水文预报方案须经水库主管部门审定。已使用的预报方案,应根据实测资料积累情况,进行修改和补充4.1概述4.1.2水雨情测报工作的主要内容水情服务工作包括:水情信息的提供和发布、危险或灾害性水情的报警、预报信息的发布、水文情势的分析、旱涝趋势的展望等。水情管理水情管理工作主要包括:水情工作总结、水情工作质量评定和水文情报预报效益分析等4.1概述4.1.3水情测报的主要功能存储功能数据接收处理功能防护功能采集功能传输功能水文预报及报警功能4.1概述4.1.4水雨情测报信息化的意义充分发挥水利工程综合效益的需要为防汛抢险赢得宝贵的时间防灾减灾的基础水雨情信息是江河水库洪水预报调度和防讯决策的重要依据4.1概述4.1.5水雨情测报信息化的现状和发展趋势初级阶段小流域水雨情自动测报系统建设发展期编成《水文自动测报系统规范》（SL61-2003），统一了技术标准1970s-1980s1980s中后期1990s后期2003年水雨情自动测报系统的建设进入了网络化阶段我国水雨情自动测报系统的建设4.2水雨情数据采集与传输4.2.1水文测站的布设基本水文站按观测项目可分为流量站、水位站、泥沙站、雨量站、水面蒸发站、水质站、地下水观测井等。其中流量站(通常称作水文站)均应观测水位,有的还兼测泥沙、降水量、水面蒸发量及水质等;水位站也可兼测降水量、水面蒸发量。4.2水雨情数据采集与传输4.2.2降水检测数据采集及处理常见雨量计虹吸式雨量计目前我国使用最普遍小雨时精度较高只适用人工采集数据和手工录入翻斗式雨量计分为单翻斗和双翻斗式双翻斗用于雨量分辨力为0.1mm浮子式雨量计计量部分为浮子式包括翻斗雨量计和浮子式水位计价格偏高对大雨适应性较好容栅式雨量计使用容栅传感器计测雨水利用高精度的电容测量技术4.2水雨情数据采集与传输4.2.3水位检测数据采集与处理

1每个水位检测点必须的水务测量设备水位测量基准值的来源包括直立式水尺、斜坡式水尺和矮桩式水尺水尺

2最早使用的水位计我国水利系统中最主要的水位自记仪器浮子式水位计

3简称为压力式水位计可自动检测水位和存储记录压阻式压力水位计

4结合声学技术和电子技术不受流速、水质含沙量的影响超声波水位计

5通过发射和接收微波脉冲检测又称为微波水位计雷达水位计

6通过发射和接收激光光波检测激光水位计4.2水雨情数据采集与传输4.2.3水位检测数据采集与处理水尺浮子式水位计压力式水位计4.2水雨情数据采集与传输4.2.4流量监测数据采集与处理桥测方式运用河面桥梁和测流仪器测流仪器包括流速仪、测深仪铅鱼、采样器或数据采集仪等水文缆道测流取沙的重要技术装备分为悬索缆道、悬杆缆道、吊箱缆道浮标法水面浮标深水浮标浮杆4.3水雨情资料整编与分析4.3.1整编规则及内容说明资料基本资料调查资料整编说明水位、水文站一览表降水量、水面蒸发量站一览表水位、水文站分布图降水量、水面蒸发量站分布图水文要素综合图表测站考证图表水位资料整编流量资料整编输沙率资料整编泥沙颗粒级配资料整编冰凌资料整编讲述资料整编水面蒸发量资料整编雨量调查资料暴雨调查资料洪水调查资料整编内容4.3水雨情资料整编与分析4.3.2整编方法水位插补方法01.直线插补法当缺测期间水位变化平缓或虽变化较大,但与缺测前后水位涨落趋势一致时,可用缺测时段两端的观测值按时间比例内插求得。02.过程线插补法当缺测期间水位有起伏变化,如上游或下游站区间径流增减不多、冲淤变化不大、水位过程线又大致相似时,可参照上游或下游站水位的起伏变化勾绘本站过程线进行插补。洪峰起涨点水位缺测，可根据起涨点前后水位的落、涨趋势勾绘过程线进行插补。03.相关插补法当缺测期间的水位变化较大,或不具备上述两种插补方法的条件,且本站与相邻站的水位之间有密切关系时,可用此法插补。相关曲线可用同时水位或相应水位点绘。如当年资料不足,可借用往年水位过程相似时期的资料。1.水位资料整编方法4.3水雨情资料整编与分析4.3.2整编方法1.水位资料整编工作内容（1）日平均水位计算水位变化不大算数平均法水位变化较大面积包围法4.3水雨情资料整编与分析4.3.2整编方法1.水位资料整编工作内容（2）编制平均水位表保证率水位是指一年中有多少天的水位等于或高于某一水位,则此水位称为相应的保证率水位。在有航运的河道上,应挑选各种指定保证率的日平均水位,如最高日平均水位,从高向低数的第15天、30天、90天、180天、270天的日平均水位及最低日平均水位,以便汇编时刊印。4.3水雨情资料整编与分析4.3.2整编方法1.水位资料整编工作内容（3）编制洪水水位摘录表洪水涨落急剧的测点,应编制生成洪水水位摘录表。对于水位测次不太多的站,直接取用全部水位记录;对于水位测次很多的站,可选摘-一个相当长的河段内的主要大峰。摘录时,应着重记录洪峰流量最大和洪水总量最大的峰、含沙量最大和输沙量最大的峰、孤立的洪峰、连续的洪峰、汛期开始的第-一个洪峰、较大的凌汛和春汛、久旱以后的洪峰等,使其满足水文分析和水文预报的需要。4.3水雨情资料整编与分析4.3.2整编方法2.降水量资料整编方法当一个站同时有自记记录和人工观测记录时，应使用自记记录。自记记录有缺失、失真等问题的部分可用人工观测代替,但应附注说明。自记记录无法整理时,可全部使用人工观测记录。同时期的降水量摘录表与逐日降水量表所依据的记录,必须完全一致。遥测无人值守的站,可不记观测物符号等。1)降水量数据整理的方法要求4.3水雨情资料整编与分析4.3.2整编方法2.降水量资料整编方法2)降水量插补与改正的要求(1)降水量的插补缺测之日,可根据地形、气候条件和邻近站降水量分布情况,采用邻站平均值法、比例法或等值线法进行插补。(2)降水量的改正如自记雨量计短时间发生故障,使降水量累积曲线中断或不正常时,通过分析对照或参照邻站资料进行改正。对不能改正部分采用人工观测记录或按缺测处理。4.3水雨情资料整编与分析4.3.2整编方法2.降水量资料整编方法3)降水量整编主要工作内容日降水量的计算均以每日8时为日分界时间,即本日8时至次日8时内的降水量,为本日的降水量。当一日内有降雪、降雹或两种不同降水物时,需在降水量数值右侧加注降水物符号,对指定要观测初霜、终霜的站,应在出现初、终霜日栏内加注霜的符号。若整编符号与降水物符号并用时,整编符号一律列在降水物符号之右。降水物符号如下:4.3水雨情资料整编与分析4.3.2整编方法2.降水量资料整编方法3)降水量整编主要工作内容月年统计值是常用的基本特征数值,在一定程度上反映出当年降水的某些特性,如雨水的丰枯和季节的分配情况以及雨日的多少等。月(年)降水量是全月(年)内各日降水量之总和，降水日数是全月(年)内有降水的天数,当日降水量大于或等于0.1mm时，即为降水日,最大日量可从全月的降水量数列中选得。4.3水雨情资料整编与分析4.3.2整编方法2.降水量资料整编方法3)降水量整编主要工作内容降水量摘录表主要提供汛期或主要暴雨的各个分段观测记录,包括各个时段的起讫时间和分段降水量。此表可以反映出降水随时段的变化情况及--次(场)降水量。根据规定凡每日按四段制或四段制以上观测的站或以自记雨量资料整编的站,一般应编制本表。常用的摘录方法有两种，即暴雨洪水配套分段摘录和汛期全摘、非汛期摘录。将各种水文数据摘录后,应按规范格式进行制表。常用的制表方法也有两种:第一种方法记降水起讫时间及一次降水量或一次内各时段降水量,当降水中间有大于15min的间歇时,其间歇前后作为两次降水;第二种方法不记降水起讫时间,只记正点分段观测时间和时段降水量。4.3水雨情资料整编与分析4.3.2整编方法2.降水量资料整编方法3)降水量整编主要工作内容各时段最大降水量根据自记记录整编,在全年自记雨量记录上滑动挑选,可不受月、日、小时和场次的限制,对10min、20min、30min、45min诸时段的最大降水量,一般可按5min滑动挑选,对1h及以上各时段，可根据具体情况按10min或1h等时间间隔滑动挑选。但需注意在同一册年鉴中,应采用同一标准滑动4.3水雨情资料整编与分析4.3.2整编方法3.水面蒸发量资料整编方法(1)插补方法当缺测日的天气状况与前后日大致相似时,可根据前后日观测值直线内插,亦可借用附近气象站资料;观测水气压力差和风速资料的站，可绘制有关因素的过程线或相关线进行插补。(2)改正方法若水面蒸发量很小，测出的水面蒸发量是负值时,应改正为“0.0”,并加改正符号。(3)换算一年中采用不同口径的蒸发器进行观测的站,当历年积累有20cm口径蒸发器与E601型蒸发器比测资料时,应根据分析的换算系数进行换算,并附注说明。1)水面蒸发量插补改正和换算要求4.3水雨情资料整编与分析4.3.3误差理论与测验误差分析实际测量过程中，不仅存在随机误差,而且往往还存在系统误差,在某些条件下系统误差还比较大。因此,测量结果的精度不仅取决于随机误差,还取决于系统误差。因为系统误差和随机误差同时存在于测量数据中,而且有的还不易于被发觉,多次测量又不能减少对测量结果的影响,所以就对测量结果的影响而言,系统误差往往比随机误差更具危险性。因而,采用一定方法发现、消除或减小系统误差是十分必要的。资料比较法在水文测验中，如果某一测验项目某一实测值有系统偏大或偏小的可能,可通过相邻时段或相邻测次实测值的比较来判断系统误差是否存在,并粗估其大小。残余误差观察法根据测量的先后顺序,将测量系列中的各个残差列表或作图,即可判断出有无系统误差。若残差大体上是正负相间,且无显著变化规律,则无根据怀疑存在系统误差。残差观察法适用于发现可变系统误差,但不能发现固定不变的系统误差。4.4水雨情监控与预警预报水雨情监控包括监控水情和雨情信息，当水位、雨量等超出允许范围时,可自动报警。水情信息监控主要包括水位原始数据、实时监测、时段水位、水位日报、水位月逐日、水位年逐日,同时可以使用报表展示、图形展示及在线实时监视功能。4.4水雨情监控与预警预报监控预警系统以雨情信息采集系统为基础,按照预先设定的预警标准进行预警等级划分，并借助于互联网和GIS实时水雨情信息发布与预警平台,将预警信息以短信的方式，发送给相关人员,确保第一时间将预警信息发送到基层,提高受影响区域对水雨情信息的实时掌握能力。4.4水雨情监控与预警预报水雨情预报的主要内容即洪水预报。洪水预报是根据洪水形成的客观规律,利用已经掌握的水文、气象资料(称水文信息或水文数据)，预报河流某--断面在未来一定时期内(称预见期)将要出现的流量、水位过程。根据发布预报时所依据的资料不同,洪水预报可分为水文气象法、降雨径流法和河段洪水演进法三类。降雨径流计算水文气象预报长江2号洪水演进，预测超警位置及时间4.4水雨情监控与预警预报防洪决策部门根据洪水预报的结果做出洪水调度方案,并对有关地区和部门发出警报。根据内容警报可分为5个级别。①注意警报。有可能发生洪水灾害,提醒有关地区内的广大人员注意洪水情报。②准备警报。发生洪水灾害的可能性增大,提醒做好防洪的物资准备。③行动警报。洪水随时可能发生,实际开展防洪和避难活动。④待命警报。洪峰已顺利通过,但仍有再次出现发生灾害的可能性,全体防洪人员和避难人员原地待命,进一步观察水情变化。⑤解除警报。发生洪水的危险已经消除，各种防洪和避难活动可以解除。4.4水