【摘 要】福建江洪水预警报系统于2001年3月建成，已覆盖全江陆域面积的95％，具有响应速度快、工作可靠、自动化水平高等特点.系统建设的主要技术是：统一规划、统一标准、分步实施、联合建设、软硬并重、创新发展.系统建成后在防汛抗洪中发挥了重要的作用.

【关键词】防汛；洪水预警报系统；关键技术；数据库；实时联网；福建省

中图分类号：TV877（257）文献标识码：B 文章编号：1000-0860（2002）07-0048-04

1 福建省洪水预警报系统

1.1 系统简介

福建省地处我国东南沿海，属亚热带海洋性季风气候，年均降雨量达1600～2200mm.全省山地多，平原少，河流多为山区性河流，暴涨暴落，是洪涝灾害频繁发生的省份.每年的4～7月，以闽江流域锋面雨易引发暴雨洪水为主要灾害；每年7～9月，平均有3～5个台风登陆或影响本省，台风引发的风暴潮和暴雨洪水为主要灾害.仅20世纪90年代就10年7大灾；1990年5个台风7次登陆；1991年大旱；1992年闽江发生50年一遇大洪水；1994年沙溪发生大洪水；1996年闽西发生大洪水，1998年闽江发生100年一遇特大洪水；1999年14号台风及木兰溪发生50年一遇大洪水.面对频繁灾害，迫切需要建立起“洪水未发我先知”的福建省洪水预警报系统.

福建省从1990年开始规划、1994年开始建设中日合作闽江洪水预警报系统（即闽江一期工程），历时14年建成福建省洪水预警报系统，系统覆盖面积为11.5万km2，总投资近3.2亿元人民币，建有85个高山中继站、567个遥测水位雨量站和雨量站、112个中心站和分中心站.系统由闽江（一期）、闽江（二期）、闽江（三期）、九龙江、晋江、汀江、赛江、木兰溪等“五江一溪”的8个独立的子系统组成，于2001年3月完成系统建设.

1.2 系统的特点

1.2.1 覆盖范围大

福建省陆域面积12.14万km，本系统覆盖全省面积的95％，雨水情信息站点采集密度达200km2/站；中继站已基本遍布全省主要控制点，平均为1400km2/站；中心站、分中心站设在省、市、县级防汛指挥中心和省、市水文部门.

1.2.2 响应速度快

仅用5～10min/h就能自动完成全省567个遥测站点雨、水情信息的采集和传送任务，省、市、县三级防汛指挥中心对辖区的实时雨水情信息一览无遗.

1.2.3 可靠度高

该系统设备先进可靠，采用多重保险技术措施；（1）采用双中继，较重要的中继站，组建了互为备份的中继站；（2）多重防雷体制，系统采用多重防雷体制，即同时采用避雷针、同轴避雷器、浪涌吸收器和高速避雷子与合格的避雷接地体等设备组成避雷体系；（3）多重电源保障，例如，省防汛办有双回路市电、双变压器供电、双自备发电机，以及双大容量的UPS；（4）多中心备份，为保证系统的可靠性，在省闽江洪水预警报中心建立省中心接收系统，在南平市建立分中心接收系统，作为备份；（5）三重服务器，为了保证省中心的高度可靠，省中心采用具有灾难恢复功能的2台IBM NF7100主服务器和磁盘陈列柜组成双机容错系统，同时在省防汛办配备1台HPLH6000服务器作为热备份和1台LH3000服务器作为系统的冷备份.

1.2.4 自动化程度高

本系统野外雨水情站点无人值守，自动采集，自动发送；高山中继站也是无人值守，当断电时，备用发电机组自动启动投入运行；省中心与南平分中心应用GPS自动校时，当省中心出现故障时，南平分中心在5min内自动启动投入运行；省中心和各分中心每小时自动显示全省567个站点的雨水情数据，当数据达到设定的警戒状态时还能自动发出声响警报.

1.2.5 精确度高

翻斗式雨量计，雨量测量精度达到1mm；浮筒式水位计，水位测量精度达到1cm；同时采用阀门式水位井，消除波浪对水位测量的影响.闽江流域洪水预报和水库群联合调度软件系统，其预报精度提前16h达到80％，提前8h达到90％.

2 技术关键

系统建设中，我们的主要体会是“统一规划、统一标准、分步实施、联合建设、软硬并重、创新发展”。

2.1 统一规划

在规划中一手抓全省洪水预警报系统的总规划；一手抓各流域洪水预警报系统的规划.全省的规划重点是：（1）全省通信骨干网架总布局；（2）站码资源的分配；（3）计算机网络系统；（4）数据库及应用软件等.各流域规划重点是站点布设.系统的规划设计由省防汛办组织专家审查，省水利厅审批.

2.2 统一标准

1993年闽江（一期）采用日本技术，而其余系统采用的是北京燕禹公司和南京水利水文自动化研究所的技术，“三种技术”系统软件的数据格式和存储方式不同，无法满足网络查询、远程数据传输和数据存储入库的要求.1999年开始，为了便于系统组网，建设中对采用的采集技术、传输技术、数据处理技术实行按国家防汛指挥系统的统一标准，实行了分布式标准数据库存储和远程传输，并注意设备和技术的扩展性和兼容性，从而完成了全省各流域洪水预警报系统数据的重组和统一检索查询，实现了信息共享.

2.3 分步实施

2.3.1 龙头带动

福建省委、省政府历来十分重视防灾减灾工作，决定将洪水预警报体系列入福建省防灾减灾五大防御体系加快建设.1994年4月，闽江（一期）洪水预警报系统开工建设，次年5月即建成投入运行.覆盖建溪、富屯溪及闽江干流，面积3万多km2，约川闽江流域的一半.建有72个雨量水位自动遥测站，11个高山中继站，中心、分中心各1个，系统共分成6个子系统：遥测数据采集子系统、数据处理和分析子系统、微波通讯子系统、超短波通讯子系统、传真与电话子系统和供电子系统.全部采用90年代初国际上先进的数字微波和超短波无线通讯技术及计算机设备，自动化水平高.

2.3.2 洋为中用

闽江（一期）洪水预警报系统首战告捷，使我们深刻认识到，依靠现代科学技术，建立灵敏可靠的洪水预警系统，变被动抗灾为主动防灾势在必行.在闽江（一期）洪水预警报系统建设中，我们十分注重自己队伍的培养，组建了福建省闽江洪水预警报中心.1996年，省闽江洪水预警中心依靠自己的技术力量和国产设备建成了九龙江洪水预警报系统.

2.3.3 整体推进

在全省统一规划和分流域统一规划的基础上，继闽江（一期）和九龙江洪水预警报系统之后，根据每年的财力、人力，分年分流域实施整体推进.于1997～2000年相继建成晋江、汀江、赛江、木兰溪及闽江（二、三期）流域洪水预警报系统.至此，福建省洪水预警报系统基本建成.

2.3.4 实时联网

在相继建成流域洪水预警报系统后，关键问题是抓紧省中心与各流域中心实时联网，将雨水情数据传到省中心.通过传输软件将雨水情信息传输到省中心的服务器，并写入雨水情数据库供查询.

联网采用了有线和无线相结合的原则.目前联网的第一种方式是闽江（一期）洪水预警报系统以微波通讯作为主信道，以X.25作为应急备用通道.第二种方式是以有线X.25作为主通道进行联网，以亚洲2号卫星通信作为应急备用通道.最近，正准备实施的是省到市以100MB宽带网为主信道，利用原来的微波X.25及卫星通信作为应急备用通道（见附图）.

附图 福建省防汛信息网络结构示意

2.4 联合建设

福建省洪水预警报系统的总投资近3.2亿元，其中日本无偿援助折合人民币约2亿元，中央及省财政投入0.6亿元，市县投入0.6亿元.

中日合作：闽江（一期）洪水预警报系统采用中日两国联合建设的方式，日方负责无偿援助设备资金23.7亿日元及安装调试，中方负责土建工程施工及土建工程资金配套2500万元.

省、市、县共建：本省“五江一溪”各流域洪水预警报系统采取了省市县三级联合建设的办法，省负责补助设备的全部经费，土建工程经费由市县自筹.

福建省委、省政府决定把建设福建省洪水预警报系统作为为民办实事的一件大事，各地领导对这项工程极为重视，对资金配套和征地等给予优惠政策，确保了项目的顺利实施.本系统野外雨水情站点无人值守，自动采集，自动发送，作为为民办实事的一件大事，各地领导对这项工程极为重视，对资金配套和征地等给予优惠政策，确保了项目的顺利实施.

2.5 软硬并重

为充分挖掘系统信息资源，增强指挥决策能力，本省高度重视软件开发.

2.5.1 全省雨量和水位实时监视系统

开发了全省雨量和水位实时监视软件，在同一个界面上实时自动更新显示每小时全省各代表站点的雨量和水位动态，能自动绘制雨量等值线图，告示水位涨落的趋势，当雨量或水位达到设定的警戒值时，能发出声像警报.

2.5.2 基于IE方式的雨水风云情查询系统

为适应“数字福建”信息交换的需要，开发了基于B/S结构的内部工作网站，软件采用了WEBGIS技术和空间分析技术，用户端采用IE浏览方式，在省政务网和省水利信息网上查询雨情、水情、风情和云情.

2.5.3 闽江流域洪水预报及水库群联合调度系统

研制开发了闽江流域洪水预报及水库群联合防洪调度软件系统.该系统采用了以新安江模型及混合产流模型等为辅的预报模型库、卡尔曼滤波和联想记忆修正技术，以补偿调度为主，预泄控制和指令调度等为辅的调度模式及滚动决策和交互决策技术，解决了预报和水库防洪调度等许多技术难题.22个河流断面洪水预报作业时间小于10min，水库调度等方案制定时间5min.

2.5.4 大型水库数据库

在国家防汛办推广的工情信息系统的基础上，组织技术人员开发了15座大型水库数据库，目前系统已基本建成并投入使用，可以方便查询水库的基本数据、设计图和照片等资料.

2.5.5 洪水风险地理信息系统

1997～1999年福建省开展了洪水风险图制作工作.全省洪水风险图范围包括有防洪任务的县级以上城区72个、全省大型水库15座和有挂闸的重要中型水库20座，以及流域面积200km2以上，且穿过重要乡镇所在地的河流500多条，全省共完成253宗洪水风险图的编制，以矢量图处理录入计算机，根据洪水预报可显示不同频率风险图淹没范围、人口、经济产值及人员安全转移路线等信息.之后，将洪水风险图全部采用计算机管理，为防汛决策指挥提供了科学依据.

2.6 创新与发展

近年来，本省以与时俱进的精神，利用洪水预警报系统的通信主网架，着眼于系统外延，使其覆盖范围更大、系统的内涵测量项目更多，并进一步向深层次的开发应用发展.

2.6.1 扩大覆盖范围

编制了《福建省县级洪水预警报系统规划设计纲要》，指导各地对系统进行补充完善.同时，积极推进福州市和厦门市洪水预警报系统建设，力争年底系统覆盖面积达98％.

2.6.2 建设福建省防台风风情实时监测系统

为适应防台风工作的需要，去年福建省着手建设全省防台风风情实时监测系统.该系统利用已建成的福建省洪水预警报系统的通信主网架资源，将风情遥测点的信息通过通信网信道传送到市、省中心.全省沿海共有16个风情遥测站，平均沿海岸线20km/站，省市和沿海县三级防汛办每间隔半小时仅用3min同时可以实时掌握沿海风速、风向情况，改变过去全省沿海仅2个风情站，每1～3h用手工拍电报的传统方式.

2.6.3 防台风云情和台风路径实时监视系统

至1997年，本省在省市县三级防汛办、各市水文水资源分局和部分大型水库共建成了卫星云图单独接收系统105套，在全国率先实现了全省市市县县都有卫星云图接收机.

本省还开发了台风路径综合预报系统软件，将中国中央气象台、美国海军关岛台、日本气象台、中国香港天文台、中国台湾气象局、福建气象台预报成果，综合形成实时预报图，具有远距离测距等功能，提供省委、省政府领导分析决策.

2.6.4 远程会商宽带视讯会议系统

利用“数字福建”的建设，本省正在实施省市之间的异地会商视讯会议系统建设.通过计算机宽带网络近期内把10个多媒体会议终端连接起来，在其间传送各种图像、话音和数据信号，宽带网带宽100MB，做到唇音同步.

2.6.5 县级防汛指挥中心的建设

近年来通过防汛办初级、中级两轮达标建设，市县两级防汛办自身建设和现代化装备已达到一定的水平.去年本省出台了《福建省县级现代化防汛指挥示范中心（C3标准）建设指导意见》，对县级防汛办的办公环境、设备配置、信息采集、计算机网络、软件开发等提出了详细的要求.同时出台补助政策，采取省里补助设备，土建经费由县自筹的方法.目前已有19个县级防汛办基本完成了县级现代化防汛指挥中心建设任务.

3 经济效益

福建省洪水预警报系统分流域建成并投入运行后，在1996年、1998年等几次抗洪抗台风过程中发挥了极为重要的作用.

1998年6月，闽江发生100年一遇特大洪水，该系统自始自终每小时不间断地向各级政府及防汛、水文部门准确地提供大量雨情、水情信息.由于系统预报及时准确，判断出建瓯市要发生超100年一遇大洪水，使该市一工厂处在洪水位以下的10t砒霜得以及时转移，从而使南平市和福州市近200万人避免了一场难以估量的灾难.正是由于有该系统及时准确地提供雨洪信息，使得省防汛办提前约29h，即在6月21日23：00左右就作出闽江流域将发生特大洪水的判断，迅速对水口水库实行预泄腾库调度，水口水库入库洪水3.7万m3/s，经调度后按3.3万m3/s下泄，相当于将100年一遇洪水降低为约60年一遇.据统计，获得防洪减灾效益达百亿元.

1999年第14号强台风在福建省登陆，木兰溪发生50年一遇的大洪水，当年刚刚投入运行的木兰溪洪水预警报系统及时准确地测报暴雨洪水信息，做出木兰溪将发生特大洪水的判断，使得莆田市提前安全转移群众10多万人，取得了巨大的减灾效益.

作者简介：庄先，男，56岁，副厅长.

作者单位：1.福建省水利厅；2.河海大学水文水资源及环境学院；3.福建省防汛抗旱指挥部办公室