湖北省暴雨统计参数表

湖北省基础水文数据库建设
项目建议书
编制单位：湖北省水文水资源局
二OO九年四月
审定：审核：校核：编写人员：参加人员：
1、项目基本情况和现状
1.1项目概况
基础水文信息是国民经济建设与社会发展中重要的基础信息和战略资源，是水文事业服务于社会、经济、环境、交通、生态等领域的主体信息产品，是一切水事活动决策的依据。

基础水文数据是水文数据中种类最多、质量最高、数据量最大、且代代相传的数据，是对地球水圈的最真实最完整记载，基础水文数据是人们改造地球水圈及生存环境的重要依据。

基础水文数据主要包括降水、蒸发(及其辅助项目)、水位、流量(水量)、泥沙、水温、冰凌、潮汐等水文要素的调查、实测、摘录数据和日、旬、月、年统计特征值，以及与这些数据获取和使用紧密相关的水流衔接、测站分布、测站属性、断面信息、率定信息、方法信息、数据说明和数据可靠性信息，根据基础水文数据几乎可以实现所有的水文分析计算，将其与水利工程数据相结合，可实现水力学计算和水利计算。

因此，基础水文数据库的建设与运行维护是重要的水文基础业务。

我省水文经过50多年的发展，积累了大量宝贵的水文数据资料，如何将这些基础水文信息管好、用好，适应经济社会发展需要，是摆在我们水文工作者面前的课题。

围绕新时期水利发展的总体思路，水利厅党组对水文及信息化发展提出了更高的要求，概括起来，就是力争进入“全国先进、中部一流”的地位。

为此，省水文局党委提出了力争在2020年基本实现水文现代化的奋斗目标，并加大了工作力度，在水、雨、墒、旱情信息采集、水资源水质自动监测以及信息网络建设等方面取得了突破性的进展，初步实现采集自动化、传输网络化。

但是，由于投入不足和监
管机制未理顺等多种原因，水文监测最终生成的基础水文数据目前还仅仅是以电子年鉴方式或纸介质方式存储，没有建立基础水文数据库，现有的纸质服务方式已远不能满足形势发展的要求，为适应信息技术及网络技术的发展，提升我省水文行业信息的处理、存储、管理和运用能力，全面提高信息服务水平，已成为当前水文工作中一项十分紧迫的任务。

在2007年6月实施的《中华人民共和国水文条例》（简称《水文条例》）中明确规定“水文机构应当妥善存储和保管水文监测资料，根据国民经济建设和社会发展需要对水文监测资料进行加工整理形成水文监测成果，予以刊印。

国务院水行政主管部门直属的水文机构应当建立国家水文数据库”。

为此，水利部水文局于2008年8月正式启动了《国家水文数据库建设规划编制大纲》的编制工作并将其列入《全国水文基础设施“十二五”建设规划》。

在以上背景下，开展湖北省基础水文数据库建设显得非常迫切和必要。

基础水文数据库建设与实时数据库和普通的中小型数据库系统建设有很大的不同，其建设必须符合自身的特点，主要特点有三：
1．基础性
信息化建设分为网络建设和内容建设两个重要方面，网络好比是路，内容好比车和车站，只有网络没有内容的信息化好比高速公路上没有车没有车站，最多只是一种气势恢宏的摆设。

基础水文数据库建设属海量优质内容的信息化，其信息化模式目前尚未确定，虽然水利系统网络建设已经初见成效，但网络化和内容信息化是信息化领域两
个完全不同的方面，网络化的成功案例全球比比皆是，仅仅通过克隆就可以在不同的领域和地点取得成功，而内容信息化的行业性很强，需要大量使用领域的专门知识，按现有的内容信息化技术，其他行业的内容信息化解决方案很难移植过来，而水文系统目前还没有全面通用的解决方案，网络化的成功经验对内容建设又没有帮助，所以，基础水文数据库建设难度是很大的。

虽然入手很容易，录入一些数据就算是开始建设了，但要做好、做全、做出效益、做得没有遗憾，是一件比任何水文水利最终应用系统都困难的事情。

高标准大型数据库建设与普通中小型数据库建设相比，在技术实现和思路上有很大的不同，现有电子数据多按普通中小型数据库的建库思路处理和入库，数据处理工具极不完备，对数据的合成使用考虑很少，且不是职业化队伍实施，与基础水文数据库建设要求的高标准海量信息集成和专业化服务不相适应。

基础水文数据是涉水基础设施和水利非工程措施建设的重要量化依据，其数据使用率很高，且被永久使用，其数据规模是海量，数据质量要求是水文数据中最高的，据推算，截止2010年我省基础水文数据总量将达到10TB,其中结构化数据总量约3GB左右，其软件除满足自身建设需要外，还为相关业务提供支撑。

对于海量数据而言，靠人工处理，不仅效率低，而且难免有疏漏，很多数据处理必须依赖软件工具完成，必须打造专业化的信息控制管理工具。

如今，各种大型基础设施项目纷纷上马，工程规划施工紧锣密鼓，江河湖库面貌日新月异，传统的抄抄写写复印已经不能满足大型基础设施建设对数据质量和时效性的要求，必须提供软件形式的信息服务，以便以基础水
文数据库的海量优质数据为信息支撑，为大型工程建设快速提供大批量、多层次、高质量、精加工、易集成的查询计算服务。

2.长期性
由于作为数据来源的信息采集、勘测和整编工作是不间断进行的，每年都会产生新的数据，每年都必须对新产生的数据进行同化处理并入库，信息服务软件功能和性能也要不断提升，所以，基础水文数据库工作是一个长期性的工作，必须长期坚持，不轻言放弃。

我省水文系统过去五十年收集的数据量相当大，数据总量已达10TB左右，因其基础水文数据永久流传，必须按高于普通数据的标准处理整合，为还原历史，方便后世的数据使用，还应不断追求更高的质量目标，在现有数据中，大部分数据没有电子化，已电子化数据半数不满足基本的出版质量要求，数据的整体使用还存在相当多的技术问题要解决，专业化设备还没有运用到电子化工作中来，可资利用的高效率软件工具还很少，这些问题，都需要长期的工作和研究，按现有投资力度，远非一个五年计划所能完成。

3.创新性
目前，除电算整编有固定的处理流程外，其他基础水文数据都没有全面且固定的数据生成工序，这些数据的数据量也是海量，如果不建立一套科学的工序和处理流程，这部分数据处理的质量和完整度将无法保证，从某种程度上讲，信息化是模式化业务的计算机实现，系统开发过程就是一步一步形式化，最终在系统中表现真实业务的过程，如果业务没有模式化，便不知道需要开发哪些系统和软件，即使
开发出来，也因系统开发流于随意而功能不强，不利于业务发展，更不可能带动业务发展。

随着自动信息采集系统的建成，资料收集逐步实现无纸化，但是，无纸数据如何与过去的纸质数据统合起来，成为一个整体，满足水文业务分析对整体性的要求，散落在各数据库中的数据如何组织起来，向用户提供优质的合成数据，满足用户的整体使用要求，如何向用户提供更多的数据产品？从全国水利系统来看，这些都没有固定的成熟的工序，也无现成的软件产品和成功的实施先例，规范规定亦很少，所以，基础水文数据库建设与实现传统业务信息化是不同的，首先必须建立科学的工序和处理流程，整合相关领域的所有传统业务数据，将相关传统业务软件中共性的部分提取抽象出来，开发出通用于相关领域的软件，使得相关传统业务信息化在基础水文数据库基础上实施，可以达到事半功倍的效果。

基础水文数据库建设与普通信息化项目亦有很大不同，这种不同是数据规模决定的，普通信息化项目的很多处理都在人的思维跨度内，而数据规模达到一定程度后，肉眼难寻，记忆如梦，人力难及，数据似曾相识，即便终生追求一个通常认为简单的数据处理目标，常常很难如愿，随着数据规模的扩大，相应地必然要求大批量查询计算和大海捞针似的查漏排错，而这些处理，在现有市售系统中均很少见，加之现有软件堪为支撑者寥寥无几，所以，必须依靠软件来解决这些因规模扩大带来的问题，而软件的来源只能是研发，要针对这些“非常见”问题进行创新性开发。

故基础水文数据库建设是一个创新性的基础项目，不仅软件要创新，服务要创新，数据处理工序也要创新。

总体上讲，基础水文数据库不仅快速提供完整、准确且高度一致
的海量优质数据和加工计算成果，而且方便各种用户对数据的整体使用和管理，为最终用户和最终应用提供全面的地表水信息支撑和软件支援。

其建设和实现可解决防汛指挥系统等最终应用系统的多源数据同化问题和常规计算的组合应用等重要技术问题。

所以湖北省基础水文数据库建设是深入开发利用水文水资源信息资源、规范基础水文信息建设的现实要求，是实现信息共享、改造传统工作模式、降低业务成本、提高工作效率的重要措施。

1.2现状
基础水文数据是对调查数据和各类水文监测站采集的水文原始数据，按相关技术标准要求，经过计算、统计、分析，去粗取精，去伪存真，按统一格式和要求，提供的水文水资源信息产品。

多年来，地表水水文水资源数据一直按照《水文调查规范》、《水文资料整编规范》等行业技术标准进行人工分析处理，并采用刊印《中华人民共和国水文年鉴》和修建资料库存放的方式保存水文水资源数据，部分水文年鉴数据以电子年鉴的方式保存，没有建立标准的基础水文数据库和信息应用服务系统，对外提供水文水资源数据服务一般采用手工检索方式，服务手续繁琐，服务方式单一。

在基础水文数据电子化方面，主要存在以下问题：
1.数据电子化程度低，资料序列不全
目前已实现电子化的数据主要是年鉴上的文字数字数据和自动采集系统采集的数据，由于自动采集系统建设年代较晚，所占数据比例不大，年鉴数据包括电算整编数据和纸质年鉴录入数据两类，因部分纸质年鉴缺失，导致纸质年鉴录入资料序列不全，由于很多测站数据不参与整编，且资料整编规范规定对短时段数据采取摘录的方式，丢弃小雨小水数据，导致所有年鉴数据序列不全，不利于枯水分析、水运和抗旱工作，在年鉴数据中，摘录数据所占比例最大，所以，电子资料序列不全的问题是一个普遍性问题，只有录入相应的原始资料才能补齐序列，而目前尚未录入任何原始记载。

水文调查数据是年鉴数据和原始记载的延伸，目前也未电子化。

总体上讲，在我省所有水文数据中，现有电子化数据只占一小部分。

2.数据处理简单，数据质量不高
现有电子数据分为手工录入、电算整编和自动采集三类，电算整编业务是从1998年开始的，电算整编数据质量很高，差错率低于1/20000。

手工录入数据只有1997年以前水文年鉴的文字和数字数据，这些数据已经过两次人工校对和一次勘误，未进行数据审查，当时的勘误处理重点在逐日表，处理比较简单，未经过跨表校对和图形化校对，使得占大多数的摘录表和实测表勘误不到位，从工序上看，多数数据质量达不到1/10000的出版标准要求。

自动采集数据的数据错误主要由设备故障、操作不当和外界干扰引起，从现有采集设备配置来看，数据质量一般，工序上还必须勘误。

现有手工录入数据和电算整编数据同属电子年鉴数据，按1998
年以前的纸质年鉴约出版了40多年计算，质量不合格的年鉴电子数据超过半数，而自动采集数据转换为标准时段后大体合格。

总体上讲，现有电子数据半数未达到质量标准要求。

3.数据产品线短，服务领域狭窄
在现有电子数据中，只有部分文字数字数据，没有图片成果数据，年鉴上的图片成果也未输入电脑，而图片成果是水文技术骨干的重要技术成果和技术处理工具，是他们技术处理经验的直观表现，可用于深层次的数据勘误和数据加工。

在现有数据查询处理软件中，包括各种商品化软件，数据加工能力普遍很低，不能提供半成品加工数据，由于数据存储都是没有冗余的，不提供半成品加工数据就意味着缺少大量的数据产品，即使建了库，就算库内数据齐全，也只有最基本的产品线，这会导致服务面不宽，数据使用率不高。

4.数据分布零散，数据生成标准不统一
现有电子数据由若干个部门管辖，数据难以合成使用，不仅不同数据源依据不同的数据生成标准，而且同一数据源在不同时期采用不同的数据生成标准，数据生成技术标准的不统一和数据源的分散给数据的合成使用带来了巨大的困难，必须对各数据源的数据进行同化整合处理，将数据计算和表示统一到一个更好的标准上来，而这个更好的统一标准和同化处理工序目前尚未建立，必须进行研究，以建立科学合理可长期使用的数据同化整合工序，使得数据不论是单个使用还是整体使用都很方便，避免用户亲自作专业化的数据处理。

5.信息管理观念落后，数据处理水平不高
没有建立基础水文数据库，缺乏先进高效的数据管理手段，数据管理成本高，对现有电子数据的管理没有多方参照比较和长序列处理
的整体观念，不能提供图形化的数据维护和数据处理手段，更不能把加工结果作为参照对象，仅适用于普通操作员，不能满足行家里手的数据维护要求，在数据接口方面，未能提供数据共享接口，导致一些最终应用系统采取复制数据的办法新建系统或数据库，使得各种数据问题蔓延到相关的最终应用系统之中，埋下了大量的数据隐患。

所以，现有电子数据远远不能满足高标准基础大库的信息管理要求，远远不能满足水利和社会发展对数据质量、完整性和服务时效的要求。

6.投入零敲碎打，产能严重不足
按正常进度和生产率，日常数据处理每年只能实现一两年数据的电子化，对于海量数据电子化而言，仅靠日常工作处理数据是远远不够的，必须依靠外援和先进的专业化技术装备，而外援和专业化设备都需要较大的投入，由于国家防汛抗旱指挥系统一期工程建设仅限于计算机网络建设，对基础水文数据库及其应用服务系统没有任何投入，而零星的投入远不能满足海量数据的录校和质量要求，导致现有数据大多没有实现电子化，已电子化的数据半数未达质量标准，资料序列不全、产品线不长等问题普遍存在，影响了数据的正常使用。

7.服务软件缺乏，服务质量无法保证
数据库理论要求不存储冗余，并不代表不提供冗余，根据库内数据生成的各种数据加工结果就是冗余，要提供高质量的信息服务，就必须提供冗余，冗余的提供是信息服务软件实现的，现有商业化信息服务软件都能提供查询，并能实现部分数据可视化，但数据加工能力很低，可提供的加工计算很少，更不可能提供组合计算结果，出于开发者对冗余的歧解和偏见，各软件均未考虑对冗余的参照，使得计算结果不能可视化，也不能再次参与计算。

我省现在还没有基础水文信
息服务软件，无法提供可视化的信息服务，无法提供数据加工结果，现有电子信息服务仅限于提供少量质量不高的数据，所提供数据的质量和整体可用性无法保证，且服务响应极慢。

2、建设的必要性和可行性
2.1建设的必要性
基础水文数据库建设是一个承上启下的创新性、长期性基础项目，其上游是调查、监测、整编等水文业务，是数据生产环节，其下游是水文情报预报、水资源规划评价、水环境保护等水文水资源业务和水工程规划、设计、施工、运行、调度等水利业务，以及公路、桥梁等越水基础设施建设运行和其他受水旱灾害威胁的实体建设运行业务，是数据的使用环节，基础水文数据库是上游业务的聚合和反馈，是下游业务的输入，是各领域建设和减灾的重要的量化依据，是水事科学决策的常备数据源。

建设湖北省基础水文数据库，具有十分重要的意义，突出体现在：
1.项目的建设是水利事业发展对水文工作的现实要求
水文是国民经济的基础行业，是水利事业的重要组成部分，水文服务归根结底是提供水体信息，包括调查、监测得到的信息和分析加工得到的信息两大类，做好水文工作，为防汛抗旱、水工程建设、水资源管理和水环境保护提供更加优质的服务，对于解决新时期我省面临的水问题，推进水利现代化具有十分积极的作用。

水文信息是水利规划、设计、工程建设管理、防汛抗旱的
重要依据，做好今后一个时期的水文工作，当务之急就是要以信息化为手段，加快技术进步的步伐。

2.是提高水文数据服务能力的需要
2002年，我省按照水利部水文局要求恢复了水文年鉴的刊印工作，但由于缺乏与之配套的基础水文数据库管理和服务平台，电子数据不全，数据共享程度低，信息服务能力弱，数据管理及服务工作环境差，数据管理和服务方式落后，以致水文水资源数据的存储管理和服务能力严重落后于实际工作的需要。

3.是贯彻落实《中华人民共和国水文条例》的需要
2007年6月实施的《中华人民共和国水文条例》（简称《水文条例》）明确规定“水文机构应当妥善存储和保管水文监测资料，根据国民经济建设和社会发展需要对水文监测资料进行加工整理形成水文监测成果，予以刊印。

国务院水行政主管部门直属的水文机构应当建立国家水文数据库”。

为此，水利部水文局于2008年8月正式启动了《国家水文数据库建设规划编制大纲》的编制工作，并将其列入《全国水文基础设施“十二五”建设规划》。

国家水文数据库由各流域委、省、市、自治区的基础水文数据库及各级节点组成，作为国家水文数据库的数据源头和存储实体，省级基础水文数据库的数据质量和整合程度对中央节点数据建设具有决定性的影响，因而必须和中央节点建设一并考虑。

4.该项目是充分发挥水文自动测报系统作用的控制性工程
目前，随着水情分中心建设的即将完工和后续省级报汛站、墒情
及地下水、水质等自动采集测报项目的建设，向省以上报汛的站点水文信息采集传输基本实现自动化和网络化。

但是，如何管理收集上来的信息，并用统一的软件平台向全省水文系统、各级防汛抗旱指挥部门和其他水利业务部门提供及时有效的信息服务，是当前应着力解决的问题，也是充分发挥水文自动测报系统作用的控制性工程。

5.带动下游业务发展的需要
随着基础水文数据库数据质量、完整性、一致性的提升，水文情报预报、水资源分析评价、水环境保护分析、涉水工程规划设计运行、防汛抗旱调度等工作成果质量也会随之提高；一些最终应用系统通过拷贝或“引用”基础水文数据实现信息化目标，基础水文数据的质量改善和数据量增加必然导致这些系统的在线分析服务水平提升；随着基础水文数据库运行环境的改善，各种下游业务工作的数据处理速度必然随之加快，相关工作的效率自然提高；随着基础水文数据库支撑软件的完善，相关业务的科学性和严密性随之增强，相关业务的软件开发必然会大幅简化，使相关业务人员从繁琐的数据处理编程中解脱出来，专注于最终业务逻辑的实现，使用户可以快速调整计算方案，业务流程的敏捷性也随之提升。

6.水文现代化管理的需要
做好当前和今后的水文管理工作，需要我们借助现代化的手段，提升管理的效率和效能，进而促进各项工作的有序开展。

需要对管理工作所涉及到的大量信息进行整理和规范，建立基础水文数据库，并
建立切实可行的更新机制，建成准确可靠、全面完整的信息源，开发应用软件系统，通过网络为省市水文领导和其他管理人员提供基础信息和分析统计成果，为现代化的管理奠定基础。

7.政府科学决策的需要
近年来，为了满足政府科学决策和促进经济社会可持续发展，国家对资源环境基础信息化工作非常重视，气象、科技、农业等行业的相关投入明显加大。

鉴于国家基础性自然资源的重要性，水文水资源数据2003年被科技部纳入国家科技基础平台科学数据共享中心，2004年又被列入国家自然资源与地理空间基础信息库的水利资源数据分中心，因未能立项，导致基础水文数据库建设项目无法启动，使得基础水文数据库建设远远落后于同属地球科学类的国土、测绘、气象等行业，严重制约了国家环境资源基础信息整体效益的发挥。

随着工业化的发展和人们科学意识的增强，我省水资源、水污染、农村饮水和相关的生态问题日益突显，政府的水事决策必然会越来越多地利用基础水文数据，以便更好地利用水资源、改造水环境、减少洪旱灾害，满足经济、社会和自然环境协调可持续发展的需要。

2.1建设的可行性
建设基础水文数据库，促进水文信息化的快速发展，对于加强水文业务管理，更好的服务于防汛抗旱、水资源管理、水环境保护等工作，发挥水文在经济社会发展和全面建设小康社会中的基础作用，都具有十分重要的意义。

因此，该项目的建设不仅是非常必要的，而且。