導(dǎo)語：長江水文信息化建設(shè)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1長江水文信息化建設(shè)現(xiàn)狀

長江水文信息化建設(shè)工作主要由長江水利委員會(以下簡稱長江委)水文局具體承擔(dān)。長江委水文局下設(shè)7個水文水資源勘測局(水環(huán)境監(jiān)測中心)，主要業(yè)務(wù)為開展流域水文站網(wǎng)建設(shè)、水文水資源監(jiān)測、水環(huán)境監(jiān)測評價、河道水庫地形測繪、水資源調(diào)查評價、水文氣象預(yù)報、水文分析計算、水文自動測報、河道泥沙演變研究等工作。近年來，長江委水文局先后對局機(jī)關(guān)和下屬各勘測局的計算機(jī)局域網(wǎng)進(jìn)行了更新、改造，實現(xiàn)了全局計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，形成了覆蓋全江外業(yè)勘測局、水情分中心和重點(diǎn)水文站的廣域網(wǎng)。在常規(guī)水文觀測的信息化、基礎(chǔ)水文信息服務(wù)、水文信息深加工和防汛抗旱信息支撐等方面取得了顯著進(jìn)展，建成了一系列支撐主要水文業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)。

1.1基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

長江委水文局現(xiàn)已建成覆蓋7個勘測局、14個水情分中心和12個重點(diǎn)水文站的計算機(jī)骨干傳輸網(wǎng)，實現(xiàn)了全江計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通;另外，為滿足實時水情信息交換任務(wù)，建成國家防總、長江流域14個省(自治區(qū)、直轄市)水文部門、丹江口水庫和三峽水庫的互通網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了長江水文信息的網(wǎng)絡(luò)實時快速傳輸，以及與外業(yè)勘測局及重點(diǎn)水文站的遠(yuǎn)程視頻會商。水文防汛計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為3級結(jié)構(gòu)，包括1個一級節(jié)點(diǎn)(流域中心)，10個二級節(jié)點(diǎn)(重慶、宜昌、沙市、洞庭湖、岳陽、陸水、漢口、南京、徐六涇、丹江口分中心)，5個三級節(jié)點(diǎn)(涪陵、萬州、合川、宜賓和攀枝花等分中心)。在數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)安全方面，依托網(wǎng)絡(luò)訪問控制ACL技術(shù)、防火墻技術(shù)對核心數(shù)據(jù)進(jìn)行防護(hù)，網(wǎng)絡(luò)層虛擬子網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層廣播包的過濾，互聯(lián)網(wǎng)出口通過防火墻進(jìn)行地址隱藏與隔離，保障了內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)的安全。長江委水文局在全國率先實現(xiàn)了118個中央報汛站全部自動報汛，結(jié)束了國內(nèi)人工測量、電話報告水情和雨情的歷史，實現(xiàn)24h實時自動報汛。目前，已基本上實現(xiàn)了實時水情信息從測站到分中心、水文局、水利部的同步傳送。此外，還實現(xiàn)了水位、雨量自記和固態(tài)存儲;部分水文站計算機(jī)智能控制、GPS定位的流量測量;部分重要水文站(宜昌、黃陵廟等)ADCP流量在線監(jiān)測;部分重點(diǎn)水文站、重要水庫監(jiān)測點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。

1.2信息資源和信息管理

經(jīng)過多年的建設(shè)，長江水文形成的信息資源主要包括以下兩大類。

(1)基礎(chǔ)設(shè)施信息資源。主要包括全江118個水文站、264個水位站、25個雨量站、2個蒸發(fā)試驗站、226個水質(zhì)監(jiān)測斷面、4200多個河道固定斷面。

(2)數(shù)據(jù)資源。主要包括水文數(shù)據(jù)庫、實時水雨情數(shù)據(jù)庫、水質(zhì)數(shù)據(jù)庫和河道數(shù)據(jù)庫4個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，可提供基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)、實時水雨情數(shù)據(jù)、歷史水質(zhì)數(shù)據(jù)和河道測量數(shù)據(jù)的電子化服務(wù)，見圖2。此外，依托水文檔案管理系統(tǒng)，提供非在線的各類水文檔案查詢服務(wù)。水文數(shù)據(jù)庫是長江流域地表水資料整編成果數(shù)據(jù)的重要電子信息載體，也是國家水文數(shù)據(jù)庫的長江流域節(jié)點(diǎn)，存儲著長江委所屬測站的降水、蒸發(fā)、水位、流量、泥沙等系列的水文要素資料，數(shù)據(jù)量近16萬站年，約1．16GB。實時水雨情數(shù)據(jù)庫存儲長江流域各水文要素的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過覆蓋全江的報汛網(wǎng)絡(luò)在線匯交。水質(zhì)數(shù)據(jù)庫存儲長江流域水環(huán)境監(jiān)測資料整編成果，累計完成數(shù)據(jù)輸入量15萬條。河道數(shù)據(jù)庫主要存儲長江流域的河道基礎(chǔ)信息及相關(guān)地形資料。在信息資源管理方面，設(shè)計開發(fā)了以下系統(tǒng):

①水文資料整編系統(tǒng)，為水文資料整編提供了信息化支撐;

②長江水文信息資源統(tǒng)一組織平臺［3］和水文數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲系統(tǒng)，實現(xiàn)了自治、多源、異構(gòu)的水文信息資源的統(tǒng)一組織與服務(wù);

③長江水文數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，全面提升了長江水文信息服務(wù)能力;

④長江流域站網(wǎng)展示平臺系統(tǒng)，為長江水文信息展示提供了全新的平臺。另外，即將設(shè)計開發(fā)數(shù)字河道系統(tǒng)，進(jìn)一步提升長江水文河道信息管理能力。

1.3業(yè)務(wù)應(yīng)用

在業(yè)務(wù)應(yīng)用方面，主要建設(shè)了長江流域防汛水情會商系統(tǒng)、長江流域洪水預(yù)報系統(tǒng)、基于數(shù)值天氣預(yù)報產(chǎn)品的流域面雨量集成預(yù)報系統(tǒng)、中長期水資源集成預(yù)報系統(tǒng)、水文泥沙信息分析管理系統(tǒng)、水資源配置及預(yù)測模型系統(tǒng)、水沙數(shù)學(xué)模型和水質(zhì)模型系統(tǒng)、三峽庫區(qū)三維仿真系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為水文氣象預(yù)報、水資源分析評價、水庫沖淤和河道演變分析研究、水質(zhì)監(jiān)測分析等業(yè)務(wù)起到了重要的支撐作用。長江流域防汛水情會商系統(tǒng)是根據(jù)長江防汛水情會商的實際要求，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立的一套完整的集空間數(shù)據(jù)管理、地圖查詢、信息檢索、水情分析、水情預(yù)報、辦公自動化等于一體的系統(tǒng)。在長江三峽導(dǎo)流明渠截流前后，系統(tǒng)為截流提供了及時有效的實時水雨情信息，為水文專家現(xiàn)場指導(dǎo)提供了有力的信息支撐;在2003年和2005年漢江秋汛中，為各級防汛部門提供了重要的決策依據(jù)，為準(zhǔn)確預(yù)報提供了堅實的信息參考基礎(chǔ)，被稱為防汛非工程措施的典范。三峽庫區(qū)三維仿真系統(tǒng)是在現(xiàn)有站網(wǎng)數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)庫、水下地形數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合長江流域地形數(shù)據(jù)、高精度影像數(shù)據(jù)，實現(xiàn)三峽庫區(qū)及上游河道水位及相關(guān)輔助設(shè)施的三維仿真展示及分析，主要構(gòu)建三峽大壩及重點(diǎn)區(qū)域的精細(xì)三維場景，實現(xiàn)了三峽庫區(qū)水文信息的三維仿真模擬表達(dá)。

2存在的主要問題

盡管長江水文信息化取得了很大成績，但因為各種因素的限制，對照長江委水文局的職責(zé)和長江委信息化發(fā)展的需求，水文信息化還存在以下不足。

(1)整體規(guī)劃不足。由于缺少水文信息化建設(shè)專項資金的支持，長江委水文局的信息化建設(shè)主要由專項業(yè)務(wù)需求驅(qū)動，水文信息化建設(shè)缺乏有效的整體規(guī)劃。功能全面、應(yīng)用有效的水文水資源信息采集、傳輸與服務(wù)體系難以建立，導(dǎo)致現(xiàn)有的水文信息化基礎(chǔ)設(shè)施和信息服務(wù)仍無法全面滿足長江委對水文信息化的要求。

(2)信息資源交換共享不足。由于缺少政策等方面支撐，長江委水文局與長江委內(nèi)其他部門或長江委外相關(guān)單位的信息交換不暢，嚴(yán)重影響了水文水資源信息的匯集及支撐信息綜合性的開發(fā)利用，特別是不能為長江委水利事業(yè)發(fā)展規(guī)劃等高層規(guī)劃和宏觀決策提供綜合信息支撐，限制了長江委水利信息化效益的發(fā)揮。

(3)信息服務(wù)能力不足。面對防汛抗旱、最嚴(yán)格的水資源管理等要求，水文信息基礎(chǔ)設(shè)施凸顯薄弱，由于缺少數(shù)據(jù)中心的支撐，洪水和干旱預(yù)報預(yù)警與調(diào)度、水資源監(jiān)控與預(yù)測、水生態(tài)環(huán)境監(jiān)控等綜合信息服務(wù)無法基于同一數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、同一應(yīng)用支撐平臺，服務(wù)能力大大減弱。

3建設(shè)目標(biāo)與需求

3.1建設(shè)目標(biāo)

長江水文信息化建設(shè)的總體目標(biāo)可以概括為:以為長江委中心工作提供水文信息支撐為目的，以“大水文”的發(fā)展需求為驅(qū)動，以形成長江水文信息化綜合體系為核心，以增強(qiáng)水文信息采集傳輸和綜合服務(wù)能力為抓手，以提升流域防汛抗旱和水資源水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與應(yīng)急預(yù)警能力為重點(diǎn)，以建立水文信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和政策及信息安全體系為保障，實施由“覆蓋全江水文業(yè)務(wù)的信息網(wǎng)絡(luò)和水文水資源水生態(tài)環(huán)境信息綜合采集傳輸體系、流域水文水資源數(shù)據(jù)中心、四大水問題各項水文要素預(yù)測分析綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用”組成的用戶一證通、共享一張圖、服務(wù)一站式的水文信息化工程，全面實現(xiàn)長江水文信息化與現(xiàn)代化，為長江委水利信息化和現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展服務(wù)。

3.2主要需求

(1)開展水文信息化發(fā)展的頂層設(shè)計。系統(tǒng)分析長江水文信息化與長江委水利信息化的關(guān)系，面對長江委水利信息化的總體需求，提出解決水文信息化中存在的整體推進(jìn)差、信息資源缺和服務(wù)能力弱等三大問題的具體方案，形成水文局水利信息化頂層設(shè)計。

(2)實施基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容改造。根據(jù)長江委水利綜合監(jiān)測站業(yè)務(wù)對水情報汛網(wǎng)絡(luò)的需要，擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)帶寬，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，延伸網(wǎng)絡(luò)范圍。吸收并利用移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新信息技術(shù)，建成以水情分中心為中心、覆蓋固定和移動信息監(jiān)測(采集)站點(diǎn)的前端信息網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)各類監(jiān)測設(shè)施設(shè)備的聯(lián)網(wǎng);依托水利部水利信息網(wǎng)的擴(kuò)容，改善與流域內(nèi)各省區(qū)水文部門的網(wǎng)絡(luò)互連條件。

(3)開展長江流域水文水資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)。按照國家與水利部相關(guān)要求，在現(xiàn)有長江委國家水文數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，整合水文局內(nèi)部的數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)的一數(shù)一源、一點(diǎn)更新、多處使用和各類水文業(yè)務(wù)應(yīng)用的統(tǒng)一支撐;與流域內(nèi)各省區(qū)水文部門合作，建成流域水文基礎(chǔ)信息資源目錄與查詢導(dǎo)航系統(tǒng)，面向各級水利部門提供用戶一證通、共享一張圖、服務(wù)一站式的水文水資源信息服務(wù)和應(yīng)用，基本建成長江委水利數(shù)據(jù)中心的水文水資源數(shù)據(jù)分中心。

(4)開發(fā)重點(diǎn)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一支撐下，完成“基于同一數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、同一應(yīng)用支撐平臺”的洪水與干旱預(yù)測分析、水資源監(jiān)控與預(yù)測、水生態(tài)環(huán)境監(jiān)控、水文數(shù)字檔案館、水文事務(wù)業(yè)務(wù)綜合管理等重點(diǎn)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的升級改造與開發(fā)，逐步實現(xiàn)跨專業(yè)的協(xié)同應(yīng)用，全面增強(qiáng)對流域水管理與公眾服務(wù)的信息支撐能力。

(5)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)章與安全體系的制定與實施。依照水利部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)章及長江委信息化的相關(guān)規(guī)定，制定長江水文信息化的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)章體系，補(bǔ)充內(nèi)部信息資源和系統(tǒng)建設(shè)管理、資源共享等相關(guān)規(guī)定，實現(xiàn)水文信息化發(fā)展的規(guī)范化;按照國家和水利部及長江委的相關(guān)規(guī)定，建成重要水文信息系統(tǒng)的安全等級分級保護(hù)體系，落實安全管理措施，完成全員信息安全專項教育和考核。

4發(fā)展思考

長江水文信息化建設(shè)以應(yīng)用需求為主要驅(qū)動力，在取得顯著成績的同時，信息化體系本身不完善產(chǎn)生的問題成了信息化發(fā)展的瓶頸。所以，必須立足長江水文信息化的實際，對水文信息的發(fā)展?fàn)顩r、發(fā)展階段作重新審視并準(zhǔn)確定位。要進(jìn)一步完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用為信息化的核心，整合數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用資源，正確處理信息化過程中的硬件和軟件、建設(shè)與管理、標(biāo)準(zhǔn)化與個性化、先進(jìn)與實用的關(guān)系。在認(rèn)真總結(jié)和分析過去長江水文信息化工作、合理評估和定位當(dāng)前的水文信息化發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，理清未來的建設(shè)發(fā)展思路是長江水文信息化向縱深發(fā)展的必需條件。結(jié)合信息技術(shù)發(fā)展的新特點(diǎn)，做好信息化頂層設(shè)計、綜合站網(wǎng)規(guī)劃、建立信息共享機(jī)制、提升信息開發(fā)應(yīng)用水平、提高基礎(chǔ)設(shè)施支撐能力建設(shè)是解決當(dāng)前信息化中存在的主要問題、推動信息化建設(shè)取得突破的關(guān)鍵。

(1)開展水文信息化頂層設(shè)計工作，指導(dǎo)水文信息化發(fā)展。按照長江委信息化頂層設(shè)計工作思路指導(dǎo)，結(jié)合水文局水文信息化實際，重新梳理水文信息化建設(shè)，從頂層設(shè)計把握水文信息化，以業(yè)務(wù)需求推動信息化建設(shè)。

(2)以長江流域片流域管理水利綜合監(jiān)測站網(wǎng)規(guī)劃為重點(diǎn)，完善站網(wǎng)系統(tǒng)展示平臺建設(shè)，及時掌握各類站網(wǎng)信息，為綜合站網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計、優(yōu)化整合、建設(shè)運(yùn)行提供技術(shù)支撐。

(3)結(jié)合長江上游水庫群聯(lián)合調(diào)度工作，確立長江上游水庫群信息共享和運(yùn)行管理機(jī)制，建立長江上游水庫群信息共享平臺。通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理推送軟件、信息實時交換軟件、文檔上傳管理軟件等軟硬件實現(xiàn)信息共享和交換，通過信息服務(wù)和展示平臺實現(xiàn)共享信息的綜合展示，為上游水庫群聯(lián)合調(diào)度提供基礎(chǔ)支撐。

(4)著力提升信息開發(fā)應(yīng)用水平，顯著改進(jìn)水資源模型、水沙數(shù)學(xué)模型和水質(zhì)數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用;進(jìn)一步加強(qiáng)水環(huán)境監(jiān)測實驗室信息綜合管理系統(tǒng)(LIMS)、水質(zhì)數(shù)據(jù)管理(整編)系統(tǒng)、長江水文測報信息移動應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)，利用虛擬化技術(shù)，實現(xiàn)服務(wù)器資源整合與優(yōu)化。做好綜合辦公、合同管理、財務(wù)報銷等服務(wù)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用工作。

(5)升級改造基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)，支撐水文信息化建設(shè)。根據(jù)長江委水利綜合監(jiān)測站業(yè)務(wù)對水情報汛網(wǎng)絡(luò)的需要，擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)帶寬、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，延伸網(wǎng)絡(luò)范圍。結(jié)合水文測報大樓建設(shè)工作，完善汛旱情報送骨干網(wǎng)絡(luò)，提高核心網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換與處理能力。

5結(jié)語

實現(xiàn)水利信息化，必須首先實現(xiàn)水文信息化。長江水文信息化的建設(shè)工作在水利信息化的總體架構(gòu)下取得了顯著成效，初步形成了包括基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)及運(yùn)行管理制度規(guī)范等在內(nèi)的信息化體系，是長江水利信息化的重要基礎(chǔ)和有力保障。但是，隨著信息技術(shù)和水文學(xué)科的進(jìn)步，以及“大水文”戰(zhàn)略思想的實踐，長江水文信息化在向縱深發(fā)展、提升綜合服務(wù)能力等方面依然面臨著很多問題，需要進(jìn)一步統(tǒng)一認(rèn)識、理清思路、統(tǒng)一規(guī)劃、加強(qiáng)協(xié)調(diào)，結(jié)合信息技術(shù)發(fā)展的新特點(diǎn)，解決當(dāng)前長江水文信息化中存在的主要問題，進(jìn)一步推動長江水文信息化建設(shè)取得突破性的成果。

作者:陳春華程海云肖志遠(yuǎn)單位:長江水利委員會