基于VisualStudio的洪水预报系统开发与应用

基于 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ 的洪水预报系统开发与应用 孙 平 王丽萍 蒋志强 等
２］ 。 参考 ［
７ １ ２
１ 系统需求分析
１． １ 短期洪水预报系统分析
整 短期洪水预报系统是通过对雨洪 信 息 观 测 资 料 的 采 集 、 理及 其中
３］ ， 包括对预报过程误差的实时校正 。 通 过 研 究 和 实 践 发 现 ［ 使
用确定性预报模型加 实 时 校 正 而 建 立 起 来 的 短 期 洪 水 预 报 体 系， 概念清晰 、 立论 新 颖 ， 是 确 定 性 与 随 机 性 的 有 机 结 合， 符合 实际情况 。 目前较为 常 用 的 方 法 是 采 用 近 代 流 域 水 文 模 型 描 述流域或河道的雨洪关系 ， 通过对确定 性 预 报 模 型 的 计 算 值 与 实测值的比较 ， 获取 它 们 的 实 际 误 差 序 列 ， 并建立模型和进行 参数估算 ， 以对流域水文预报模型 作 补 充 描 述 。 在 进 行 模 型 计 算时也可以尽量简化处理误差系统部分 。
收稿日期 ： ０ １ ０ １ ４ ３ ８ ２ － － ；中央高校基本 ） 基金项目 ： 国家自然科学基金资助项目 （ ５ １ ２ ７ ９ ０ ６ ２ 科研业务 费 专 项 资 金 资 助 （ １ ３ Ｘ Ｓ ２ ４， １ ３ ＱＮ ２ ２， １ ３ Ｘ Ｓ ２ ２， ） 。 １ ３ Ｘ Ｓ ２ ３ ， 作者简介 ： 男， 博士研究生 ， 孙 平（ 主要从事水 （ 能） 资源系 ９ ８ ９ １ －） ： 统规划与管理研究 。Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ｓ ｕ ｎ ｉ ｎ ０ ６ ０ ２＠１ ６ ３． ｃ ｏ ｍ。 ｐ ｇ
（ 华北电力大学可再生能源学院 ， 北京 １ 长春 １ ０ ２ ２ ０ ６； ２．吉林省水文水资源局 ， ３ ０ ０ ３ ３； １． ） 武汉 ４ ３．湖北省电力勘测设计院 ， ３ ０ ０ ４ ０
准确及时地洪水预报是防洪工作的一项重要非 工 程 措 施 ， 可为防汛决策提供科学依据， 极大程度地减免洪 摘 要 ： 设计 灾损失 。 以凤滩水库短期洪水预报系统为例 ， 分析了水 库 洪 水 预 报 系 统 的 业 务 需 求 ， 基于 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ开 发 平 台 ， 了系统的功能结构体系 ， 阐述了系统开发中数据库管理 、 洪水预报模型和信息查询等核心功能模块的设 计 思 路 。 最 后 介 绍了系统在凤滩水库洪水预报中的应用 。 该研究可为我国水库洪水预报系统的建设提供技术支撑与方法储备 。 洪水预报 ； 系统开发 ； Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ 关键词 ： ９ ９ １． １ １ 文献标识码 ： ＴＵ Ａ 中图分类号 ：
Ｔ ｈ ｅ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ａ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ Ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ Ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ ｐ ｐ ｐ ｇ ｙ
大地推动了水文情 报 预 报 技 术 的 发 展 和 应 用 。 作 为 防 洪 工 作 的重要支柱 ， 准确及 时 的 洪 水 预 报 和 调 度 ， 可为作出正确合理 的防洪决策提供科学依据 ， 并可获得减 免 洪 灾 损 失 的 巨 大 经 济
１］ 。 效益和社会效益 ［
原本建立在流域自 由于凤滩水库及流域实际情况的 变 化 ， 然产汇流条件下的预报方案 ， 无法再满 足 凤 滩 水 库 的 实 际 运 行 需要 ， 因而需要通过 模 拟 凤 滩 上 游 水 库 的 调 度 过 程 ， 分析流域 上游水库群对凤滩水库的影响规律 ， 甄别各影响因素的具体表 现， 研究出较为准确 的 洪 水 预 报 方 法 进 行 作 业 预 报 ， 并将预报 结果应用于实际生 产 ， 以 指 导 凤 滩 水 库 的 防 洪 调 度 方 案 制 定。 本文以凤滩水库短期洪水预报系统的 设 计 开 发 为 例 ， 分析了洪 水预报系统的设计思路 ， 并详细研究和 介 绍 了 系 统 开 发 中 的 关 键技术 ， 可为我国其他水库洪水预报系 统 的 设 计 开 发 提 供 有 益
图 １ 系统框架示意图 Ｆ ｉ ． １ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｒ ａ ｍ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｇ ｇ ｙ
息， 最大限度地减少数据的冗余 ， 使数据保持唯一性和相容性， 系统将数据分为实 测 数 据 、 辅 助 数 据 和 预 报 结 果 数 据， 并设计 相应的数据库库表结构进行管理 。 依托凤滩水库现有的数据信息采 集 平 台 ， 将整个流域的实 测水情数据纳入数 据 库 的 统 一 管 理 下 。 数 据 库 管 理 模 块 根 据 数据库提供的信息 统 一 负 责 数 据 的 组 织 ， 从 实 测 数 据 库、 辅助 数据库和预报结果数据库中提取相关 数 据 供 预 报 模 型 使 用 ， 同 时模型的预报结果 进 入 预 报 结 果 数 据 库 。 系 统 的 数 据 库 管 理 结构如图 ２ 所示 ， 该 结 构 对 数 据 和 模 型 都 有 良 好 的 可 扩 展 性， 并使整个系统形成一个有机整体 。
１ １ １ ２ ３ Ｓ ｆ ｉ ｉ Ｊ Ｌ Ｘ Ｕ Ｎ Ｐ ｉ ｎ Ｎ Ｇ Ｌ ｉ ｎ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｚ ｈ ｉ ａ ｎ Ｉ Ｙ ａ ｎ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｔ ｅ ｎ ｅ ｉ － － － ｐ ｑ ｇ ，ＷＡ ｇ， ｇ， ｇ， ｇ
； ， （ １ ０ ２ ２ ０ ６， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｂ ｅ ｉ ｉ ｎ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｅ ｏ ｆ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ｒ ｅ ｎ ｅ ｗ ａ ｂ ｌ ｅ Ｅ ｎ ｅ ｒ １． ｊ ｇ ｇ ｙ ｇ ｙ ， ； ａ ｎ ｄ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ Ｂ ｕ ｒ ｅ ａ ｕ Ｃ ｈ ａ ｎ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ ３ ３， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ２． Ｊ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ｈ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｇ ｙ ，Ｗｕ ） Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ４ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ａ ｎ ｄ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｉ ｎ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ３．Ｈ ｕ ｂ ｅ ｉ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｉ ｔ ｇ ｇ ｙ ｙ ： ， ｉ ｓ ａ ｎ ｉ ｍ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｎ ｏ ｎ ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｉ ｍ ｅ ｌ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃ － ｅ ｐ ｇ ｙ ｇ ｇ ｐ ， ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｋ ｉ ｎ ｒ ｉ ｈ ｔ ｄ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｌ ｏ ｓ ｓ ｅ ｓ ． Ｂ ｔ ａ ｋ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ － ｔ ｅ ｒ ｍ ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｆ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｇ ｇ ｇ ｙ ｙ ｇ ｇ ｙ ｇ ， Ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ａ ｓ ａ ｎ ｅ ｘ ａ ｍ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ ｎ ｅ ｅ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｐ ｇ ｙ ｙ ｐ ｐ ， ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｍ ｅ ｎ ｔ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｏ ｆ Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｉ ｄ ｅ ａ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ｙ ｇ ｐ ｐ ｇ ， ， ａ ｓ ｄ ａ ｔ ａ ｂ ａ ｓ ｅ ｍ ａ ｎ ａ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｕ ｉ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｅ ｄ ｌ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｍ ｅ ｎ ｔ ． Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ － ｇ ｇ ｑ ｙ ｙ ｙ ｐ ｈ ｅ ａ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ Ｆ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ Ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｉ ｓ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｅ ｒ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｅ ｒ ｃ ａ ｎ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｌ ｔ ｐ ｐ ｇ ｙ ｇ ｐ ｐ ｐ ｙ ｐ ｐ ｐ ｙ， ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｕ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｄ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ ＇ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ． ｐ ｐ ｇ ｙ ； ；Ｖ ： Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｍ ｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ ｙ ｇ ｙ ｐ 防洪工程措施与 非 工 程 措 施 的 结 合 应 用 是 建 立 和 完 善 江 河防洪系统的有效 措 施 。 洪 水 预 报 是 非 工 程 措 施 的 重 要 内 容 之一 ， 直接为防洪抢险 、 水资源合理利 用 与 保 护 、 水利工程建设 和调度运用管理及工农业的安全生 产 服 务 。 因 此 ， 洪水预报作 为水文预报的一项重要内容 ， 是人类在 与 洪 水 灾 害 长 期 斗 争 的 客观需求推动下发展起来的 ； 同时 ， 新理论、 新技术的发展也极
６ １ ２
（ ） 文章编号 ： ２ ０ ０ ０ ０ ７ ２ ８ ４ ２ ０ １ ５ ０ ２ １ ２ ６ ３ １ － － －
中国农村水利水电 ·２ ０ １ ５ 年第 ２ 期
基于 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ的洪水预报系统开发与应用
王丽萍１， 蒋志强１， 李 阳２， 向腾飞３ 孙 平１，