杭州市余杭区四岭水库管理所 311117
摘要：文章对洪水预报系统的原理与特点进行了简要阐述；从数据封装技术、调度共享技术、三维建模技术三个方面出发，分析了洪水预报系统的关键技术类型。
关键词：洪水预报系统；雨量；数据封装技术
引言：洪水预报系统是现代雨洪管理体系发展的重要产物，其基于计算机科学、水力学、动力学等多领域的技术成果与知识理论，对水文环境、洪水灾害的状态、特点进行研究分析，继而实现科学可靠的洪水预报效果。在实际的应用当中，相关人员需要将河流水位、预测降雨量、前期雨量等数据信息输入到系统软件平台中，继而生成预测模型与预报方案，为相关部门的防洪抗涝决策提供依据支持。
一、洪水预报系统的原理及特点
从原理上讲，为了保证洪水预算模型构建与利用的准确性，应将目标水体的实时数据与历史数据进行综合运行，其流程如表1所示。在多种信息文件导入到洪水预报模型后，即可利用软件模块进行模拟试验，最终将试验结果与模型图打印出来，供相关部门的洪水调度决策使用。在此过程中，为了保证模型的预测可靠性，应尽量使数字化模型的优化校正与实时数据的动态变化达成同步。
表1洪水预报系统的数据处理流程
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做好洪水预报系统的开发构建与实践运用，可充分发挥各类计算机软件在数据运算、信息共享、监控采集、制图建模等方面的技术优势，进而使相关人员从传统洪水预报图的手绘模式中解脱出来，将更多的工作精力投入到数据分析与方法创新中。基于此，洪水预报系统的功能应包括：
（1）水情数据的采集、读取与存储功能；（2）接收端原始数据的格式转化功能；（3）峰值流量、峰现时间、退水规律的分析功能；（4）模型及方案的实时校准与自动生成功能；（5）洪水预报结果的输出功能[1]。
二、洪水预报系统的关键技术类型
（一）数据封装技术
在实践中，为了全方位、多角度地分析水系状态，洪水预报系统需要采集水位、雨量、蒸发量、含沙量、水流量、河道地形等多种数据类型，且数据规模极为庞大。另一方面，洪水预报的数据采集来源与功能服务对象具有多样性特点，通常需要涉及到水文、水库、气象、调度、城市管理等多个部门或单位。以长江流域的洪水预报系统为例，该系统每天都会与14个省或直辖市的水文局、气象局、支流集控中心、长江水利委员会分中心等单位进行通信反馈，单日处理的长江流域观测数据可达97万条，年处理数据量高达3.5亿余条。在此背景下，要想保证洪水预报系统的通信效果与处理效率，就必须要应用好数据封装技术。
首先，应对复杂、海量的数据信息进行梳理、挖掘、分析和归类，进而形成属性明确、内容有序的封装内容体系，基本如表2所示。其次，对数据的采集、处理、挖掘、计算等流程信息与技术信息进行隐蔽处理，只保留系统接口与外部操作的交互机制。最后，将各封装类型名称呈现在封装包的一级界面中，供系统用户操作使用。这样一来，海量化水情数据可围绕河道、水库等对象水体，被清晰、直观地描述出来，从而达到显著增强洪水预报系统可读性与便捷性的应用特点，为相关人员“按图索骥”式的数据检索与使用提供支持。
表2数据封装的基本内容体系
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（二）调度共享技术
防洪抗涝是一项多方联动的整体性工程，通过技术手段实现洪水预报信息的同步化共享与一体化调度，对洪水灾害的科学防控具有重要意义。同时，随着现代社会中水利工程的修建投用，大部分河流水系的天然运行状态已发生了明显变化，水利工程本身的调度管理，也在洪水防控中起着不可忽视的作用。因此，应基于洪水预报系统将洪水采集点、洪水预报点与工程调度点平行或纵向联系起来。在此背景下，可将空间拓扑关系理论融入到洪水预报系统的开发运用中，进而建立起动态、全面的调度共享技术体系，促进大型水库、重要水文站、关键防汛节点的科学管理，为洪水控制断面的形成提供保障。具体来讲，洪水预报系统中调度共享技术的应用方式如下：
首先，对目标水体的流域节点、调度节点进行拓扑分析，梳理出不同节点之间的承接与联动关系。其后，赋予不同节点以抽象符号，继而形成分层有序的树形图，以此作为数据由采集分析向调度共享的流程基础。同时，通过静库容调洪演算、水动力学模型处理等数据运算手段，对树形图中各层级的关键节点进行明确，并适当酌情其在调度中优先性。最后，在全面采集水情数据、完成洪水预估制图后，将相关数据包、信息资料按照由上游至下游、由高级叶结点向低级叶结点的次序进行通信共享与工作调度[2]。
（三）三维建模技术
三维建模技术的开发与普及，极大推动了现代人数据应用观念与数据处理模式的变革，将这一技术运用到洪水预报系统中，是满足数据信息立体化、动态化呈现与模拟的必要条件。系统在多方采集到水情数据后，会统一输入到建模平台中，并以目标水体的基本信息为基础，构建出空间结构、流域形态与现实场景相一致的模型框架。其后，再将雨量、水量、水位等实时信息与历史信息进行代入分析，从而获得科学的变化规律，并据此推算出未来一段时间内目标水体的水量、峰值及具体时间点。这样一来，相关人员即可将相应结果报告与模型图作为主要资料，实施有方向、有依据的决策、调度、管理等防洪抗涝工作活动。
结论
综上所述，洪水预报系统在设计开发与实践投用中，会涉及到大量、复杂的水清数据，且需要与气象、水利、调度等多种部门单位达成工作联动。因此，必须要不断提高数据封装、调度共享等关键技术的融合程度与作用价值，以便更好地实现水情数据的采集、分析、处理与传输，为防洪抗涝体系的完善构建提供信息化工具支持。
参考文献
[1]苏程程.桃山水库洪水预报系统的工作原理和应用[J].科学技术创新,2020(01):148-149.
[2]徐宁.漳卫南运河洪水预报系统设计与研究[J].治淮,2019(02):26-28.