水文资料整编与水文数据库建设与发展

水文资料整编与水文数据库建设与发展PAGEPAGE6我国水文资料整编和数据库技术发展综述章树安1，林伟2、吴礼福1(1.水利部水文局，北京，10053；2.四川省水文水资源勘测局，四川成都，610031）摘要：关键词：水文是水利和国民经济建设与发展重要的基础工作。经过整编的水文资料是水文数据的最终产品，是国家重要的基础信息资源之一。它被广泛应用于防汛抗旱、水利工程规划设计、水资源管理与开发利用、水环境保护、水科学研究及其他国民经济建设，是不可缺少的基本信息资源。随着经济社会的发展和人民生活水平不断提高，对控制水旱灾害、水环境监测与保护、水土保持与生态、水资源管理等方面要求越来越高，对水文数据分析处理、存储、应用服务也将有较高的要求。本文主要从技术角度，对我国水文资料整编和水文数据库建设与发展作简要回顾与总结。水文资料的整编、汇编是对水文监测数据按流域水系进行处理、加工、分析、统计等复杂的技术过程和人员组织过程。刊印水文年鉴一般需经过资料在站整编、资料审查、复审、汇编、刊印等生产过程。水文年鉴是一种逐年刊印的资料，以统一、科学的图表形式表达出来的成果。内容主要是上年实测的并经过严格整编审查的、普遍需要的基本水文资料，提供水利水电建设、其他国民经济建设及科学研究部门使用。水文年鉴的内容主要包括：说明资料，水位、流量、输沙率、泥沙颗粒级配、水温冰凌、水化学、地下水、降水量、蒸发量等资料，已刊布的资料的更正与补充；主要有逐日表、月年统计表、实测成果表、摘录表等。中国的水文测验开始于战国时期，但资料的积累、保存、整编要晚得多，正式观测记录被系统保存下来，开始于19世纪。保存的正规降水量记录，开始于清道光二十一年（1841年，北京），正规的水位记录，开始于清同治四年（1865年，汉口）。其后，凡开始近代水文观测的站，一般都计算逐日值列出年表。从清末民初开始将多站水文资料汇编刊印，如民国24年，全国经济委员会水利处出版民国22年的《全国水文报告》，含水文站153处，水位站277处的资料。新中国成立后，从1949年开始，在全国范围内，对历史积存的水文资料，按统一布置和要求，进行系统的整编刊印工作，并在50年代全面完成。1958年，水利部水文局将全国按流域水系统一划分水文资料的卷册范围，并将逐年资料统一命名为《中华人民共和国水文年鉴》，全国分10卷94册。1964年在编制《水文年鉴审编刊印暂行规范》时，对原卷册划分进行了调整，调整后全国分10卷74册，并长期维持稳定。1999年，发布的《水文资料整编规范》对原卷册划分作了个别修改，现为10卷75册。至1986年止，刊出历史水文资料及水文年鉴共2277册。1987年后，一些单位继续刊布水文年鉴，另一些单位将整编成果存入计算机，用打印或复印方式供应，没有刊布水文年鉴，至1990年后全国全面停刊水文年鉴。1979年，水利部水文局颁布《地下水观测试行规定》，地下水资料按省、直辖市、自治区或地区单独刊印，不再列入水文年鉴。1985年，水利电力部颁布《水质监测规范》，将水质资料单独编为《中华人民共和国水文年鉴水质专册》。1水文资料整编1.1资料整编历史与水文年鉴中国的水文测验始于战国时期，但主要为实时需求服务。对于资料的积累、保存、整编的认识则要晚得多，主要从19世纪中叶开始。保存正规的降水资料始于1841年（北京）；水位资料始于1865年（汉口）。其后，凡开始近代水文观测的站，均保存有单站的记录，一般计算逐日值列出年表。1949年新中国成立后，在全国范围内，按统一布置和要求，进行系统的整编刊印工作，并在50年代末期全面形成资料整编工作与技术体系。1949年10月～1957年，完成了对建国前历史积存的水文资料系统整编。1953～1954年间，水文资料整编工作的组织，逐步从大行政区的有关机关向省一级水文机构转移；1954年后，在治淮委员会的倡导下，推行了“在站整理”，由基层水文站负责水文资料的初步整编工作。1955年在制定《水文测站暂行规范》时，将在站整理规定为测站任务之一；经测站整理的资料，由测站上级机关组织审查、复审、汇编与刊印。在站整理的开展，使整编工作经常化，加快了整编进度，而且测验与整编相结合，在整编工作中发现测验中的问题及时改进；后来发展为测站“四随”（随测算、随发报、随整理、随分析）制度。至50年代末，全国各地基本实现了在站整理，当年资料可于次年完成[1]。1958年，水利部水文局将全国按流域水系统一划分水文资料的卷册范围，并将逐年资料统一命名为《中华人民共和国水文年鉴》，共分10卷94册；1964年，编制《水文年鉴审编刊印暂行规范》时，对卷册做过一次较大的调整，将同一区域的水位、流量、泥沙、降水、蒸发资料编在一起，调整后全国分10卷74册；1999年颁布的《水文资料整编规范》SL247-1999，对卷册划分做了微调，调整后全国分10卷75册。不同年代水文年鉴卷册划分统计见表1。表1不同年代水文年鉴卷册划分统计表卷号卷名1958年册数1964年册数1999年册数1黑龙江流域水文资料6552辽河流域水文资料4443海河流域水文资料10674黄河流域水文资料10995淮河流域水文资料8666长江流域水文资料2220207浙闽台河流水文资料6668珠江流域水文资料1210109藏滇国际河流水文资料42210内陆河湖水文资料1266总计947475应用与服务较好阶段。（1）录入内容及质量控制。目前已录入存储的资料是历年水文年鉴(刊印和未刊印的)，共有60种表格类型及有关图形。通过人工录入、校核和开发的计算机程序自动校核，已发现和纠正原年鉴刊印错误多处，有的省如广东、四川等，多达3～4万条记录，从而使保存在数据库里的资料质量高于原年鉴。（2）查询检索功能及相关软件。基于C/S体系结构开发的查询检索软件，实现了单(多)站，单(多)项等系列数据的检索和异地查询检索(通过广域网，如广东等)，使用方便，界面友好，查询速度较快。输出形式有数据文件、数据表格文件、图形输出；输出结果可以显式、打印、存入介质。一些单位在国家水文数据库建设的同时，还初步研究开发了实用性较强的应用软件(数据的二次加工)，如“实时洪水监视与对比分析”、“大水年洪水对比分析”、“等雨量线图绘制”、“站网信息热图构造”等。（3）应用服务。可基本替代原水文年鉴数据服务功能，基本满足洪水预报模型的建立、洪水预报方案的编制与修订、旱涝情分析、工程水文设计、水资源评价与管理及有关规划所需的水文资料与信息服务。在1999年各地的防洪规划设计中水文数据库发挥了重要作用，既提高了速度，又提高了精度。如山东省在防洪规划设计时，累计查询(含重复查询)数据量达1500MB，如果没有水文数据库是不可能在较短时间实现如此大数据量的查询和应用。2.3水文数据库技术发展试点阶段2001年9月17日，水利部下发了“关于公开提供公益性水文资料的通知”（水文[2001]377号），决定公开提供的公益性水文资料范围为实时报汛资料、经过整编的国家基本水文测站的基本水文资料。主要介绍水文数据库建设历史与技术发展的过程及成就：80年代中后期－90年代初期试点建设与技术标准的制度；90年代中后期－2002为建设发展期C/S；2002年后为服务期所取得成就。4存在的主要问题及措施资料整编；数据库编制数据库项目建议书、在不同地区进行逐步升级改造（东北片试点）B/S，异地共享，编制水利行业技术标准SL324-20055展望水文现代化指导意见要求，贯彻新的技术标准，以实现数据共享为目标参考文献：[1]水利部水文司.中国水文志[M].北京：中国水利水电出版社，1997.[2]章树安.我国水文数据库系统建设回顾及有关问题的建议[J].水文，2001（3）.[3]章树安，赵琛.对《基础水文数据库表结构及标识符标准》的认识与分析[J].水文，2005(5).[4]水利电力部水利司主编.水文测验手册(第三册资料整编和审查)[M].北京：水利出版社，1980.[5]水利部.水文现代化建设指导意见（水文[2005]70号）[R].北京：水利部，2005.[6]SL324-2005,基础水文数据库表结构及标识符标准[S].[7]SL247-1999,水文资料整编规范[S].[8]SD244-87,水文年鉴编印规范[S].[9]萨师煊,王珊.数据库系统概论[M].北京：高等教育出版社，2004.[10]章树安，吴礼福，艾萍，林伟，等.国家水文基本数据库系统工程建设项目建议书[R].北京：水利部水文局，2002.[11]王珊，等.数据仓库技术和联机分析处理[M].北京：科学出版社，1998.[12]王珊,陈红.数据库系统原理教程[M].北京：清华大学出版社，1998.[13]SilberschatzA