黑龙江省水旱灾害防御保障中心
摘要:为提高水利水电灾害防御效果,搭建了水旱灾害防御系统。水旱灾害防御系统以GIS技术为手段,系统能够实现自动预警,可以进行可视化展示,可以实时监测雨水,系统功能灵活,维护便利,能够为水利水电灾害防御工程提供水雨情预警信息。
关键词:GIS;水旱灾害防御技术;水利水电
0引言
水旱灾害是我国主要的自然灾害之一,对人民的生活财产安全、社会经济及农业生产造成严重的影响。因此水旱灾害防御是惠民生、守底线的关键工作。地理信息系统(GIS)技术是一种集查看与空间数据的综合技术,有助于空间数据可视化。随着社会不断发展,GIS技术在水利领域应用逐步增加,智慧水利成为水利水电领域的热潮[1]。水旱灾害具有易发、暴涨的特点,对水利水电灾害防御提出更高的要求,需要提高灾害预警的及时性。
1水旱灾害雨量预警标准
水旱灾害雨量预警工作十分重要,是水利部门日常性预警工作,应根据水旱预警标准、水位预警标准进行预警提醒,结合当地实际流域进行预警工作。开展预警工作时,应结合防御流域地形特点与雨量制定针对性的预警标准[2]。雨量预警标准如表1所示。水位预警阀值是确保水利安全的关键,也是控制站的保障水位,当水位预警超出阀值,水利站可以使用书面预警的形式发布水位预警。
表1水旱灾害雨量预警标准
单站雨量预警标准 | 雨量界限 |
1h | 30.0mm |
3h | 50.0mm |
面雨量预警标准 | 雨量界限 |
24h | 50.0mm |
2 GIS的水旱灾害防御系统设计
2.1系统设计原则
水旱灾害防御系统设计应遵循可扩展性、可靠性、高效性、先进性、实用性原则。(1)可扩展性。重视网络、硬件的扩展,具备支持新业务的功能,能够满足数据种类及数据量增长的需求,可以不断持续改进。(2)可靠性。系统可靠性能够反应系统的性能。开发系统时应重点考虑系统架构、软硬件平台的开发、系统维护[3]。通过利用可靠技术确保系统可以稳定的运行,能够缩短系统故障恢复时间。(3)高效性。构建分布式架构,使用计算资源确保用户登录系统后能够顺利操作,且系统操作响应时间不超过3s。(4)先进性。系统硬件可以消除数据的差异,便于系统维护,完成数据的建模,完成数据的管理。(5)系统可以满足人机交互需求,可以在系统后台完成维护,设计合理,相互协调。
2.2GIS的水旱灾害防御系统总体框架
水旱灾害防御系统总体框架包括业务应用层、技术支持层及数据资源层。(1)业务应用层具有自动预警功能,能够及时处理预警信息,执行预警任务,并制定相应的预警规则[4]。产生预警信息后能够在系统中查询到相关信息,根据预警信息制定预警通知单模板。(2)技术支撑层。技术支撑层能够使用了CIS技术,可实现功能模块化,为系统创造了网络及软硬件环境。(3)数据资源层。收集站点基础数据、水文雨量数据、电子矢量数据、气象雨量数据、城管雨量数据及地理高程数据。
2.3系统关键技术
系统使用了GIS技术,可以实现数据资源科学管理,对空间信息资源变化进行动态监视分析,进行可视化展示,可以提高水利水电灾害监视效率,提高水利工作效率。将GIS技术组装,并嵌入计算机中可以调用计算机资源。因此GIS技术在水旱灾害技术中适应十分突出。,系统中引入数据库技术,可以将收集的信息资源的收集并进行添加、删除并修改信息,为系统提供数据技术支撑,用户可以自行更新数据库中的信息,并使用多样化检索条件完成数据检索,查询到所需信息[5]。功能模块化是系统设计基础,可以有效分析、设计系统功能,完成系统功能的扩展,为功能运行奠定良好的基础。
3 GIS的水旱灾害防御系统功能实现
水旱灾害防御系统主要功能模块包括自动预警模块、预警信息处理查询模块、预警任务、预警规则制定模块、通知单任意制定模块及全局参数可调整设置。
3.1自动预警
水旱灾害防御系统中使用了GIS技术,可以及时从数据库中获取相应的雨水情况,系统提前设置相应的预警规则,以规则为判断依据,分析是否可以进行预警。一旦达到预警标准后,系统将发布雨情预警信息,并采用地图信息结合声音预警方式展示,并将预警具体信息传输给水利站工作人员,通过接收到预警信息及时完成预警信息处理。雨情预警信息也可以使用预警列表的方式展示,处理预警信息时可以在预警列表内任意选择一个预警站点,并利用地图精确定位站点位置,便于了解预警具体信息,同时在预警系统的主界面上也能实现预警站点的可视化的展示[6]。系统可以显示警铃是否打开,共打开多久,同时数据实时更新,显示各分支实时实际雨量与预警值。
3.2预警信息处理
水旱灾害防御系统预警信息处理模块能够及时处理预警信息,系统进入预警处理界面,可以汇集监测地1小时内预警信息,可以掌握管辖地雨水预警具体情况,选择预警站,并自动匹配预警通知单,工作人员填写通知单并加盖相应的公章,穿到相应的站点进行处理,避免系统对站点进行预警。预警处理窗口进行预警信息处理,在设置参数处选择区域、预警类型、等级及预警规则。在通知单设置选择通用水雨情通知单,填写后生成通知单。
3.3预警信息查询
GIS的水旱灾害防御系统信息查询可以选择查询时间,选择具体时间,选择站点、预警类型、明确预警等级、雨量/水位、预警值、是否处理项。工作人员能够实时查询预警处理情况,是否遗漏预警处理项,可以实时统计预警通知单数量,加强预警信息处理。
3.4预警任务与规则定制
水旱灾害防御系统中的预警通知单具有适配功能,能够根据水旱灾害预警具体情况制定相应的预警通知单,工作人员可以根据需求增加新的通知单,也可以修改通知单。重新制定模板时,应首先明确预警模板标题、预警类型、模板文字等,确认模板是否启用,常用模板可以将其设置为默认模板。
3.5系统参数调整
基于GIS的水旱灾害防御系统参数可以自行调整,系统设定了全局化参数,能够根据水旱灾害具体需求调整参数,参数调整不限时间地点,参数调整十分便利。声音预警参数调整可以提前设置预警开始时间,例如预警发出后整点10min与二次预警发出的时间。调整实时参数能够查询数据刷新频率,同时查询到水雨具体情况。将水旱灾害防御系统投入水利站使用,能够有效提高水文预警工作效率,可以为水旱灾害防控提供科学依据。
结语
综上所述,基于GIS技术的水旱灾害防御系统在水利水电中有重要应用,可以实现可视化、个性化智能化水旱灾害防御,GIS技术的水旱灾害系统可以自动生成预警订单,完成预警信息一体化处理。该系统可以为水利水电灾害预防提供准确、及时的预警信息,工作人员可以及时处理信息,有助于提高防灾减灾效果。
参考文献
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[6]阮庆其.现代化水利水电施工技术管理应用的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2023,(25):196-198.