水文資料整編與水文數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與發(fā)展

水文資料整編與水文數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與發(fā)展PAGEPAGE6我國(guó)水文資料整編和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展綜述章樹安1，林偉2、吳禮福1(1.水利部水文局，北京，10053；2.四川省水文水資源勘測(cè)局，四川成都，610031）摘要：關(guān)鍵詞：水文是水利和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展重要的基礎(chǔ)工作。經(jīng)過整編的水文資料是水文數(shù)據(jù)的最終產(chǎn)品，是國(guó)家重要的基礎(chǔ)信息資源之一。它被廣泛應(yīng)用于防汛抗旱、水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、水資源管理與開發(fā)利用、水環(huán)境保護(hù)、水科學(xué)研究及其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，是不可缺少的基本信息資源。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平不斷提高，對(duì)控制水旱災(zāi)害、水環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)、水土保持與生態(tài)、水資源管理等方面要求越來越高，對(duì)水文數(shù)據(jù)分析處理、存儲(chǔ)、應(yīng)用服務(wù)也將有較高的要求。本文主要從技術(shù)角度，對(duì)我國(guó)水文資料整編和水文數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與發(fā)展作簡(jiǎn)要回顧與總結(jié)。水文資料的整編、匯編是對(duì)水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按流域水系進(jìn)行處理、加工、分析、統(tǒng)計(jì)等復(fù)雜的技術(shù)過程和人員組織過程?？∷哪觇b一般需經(jīng)過資料在站整編、資料審查、復(fù)審、匯編、刊印等生產(chǎn)過程。水文年鑒是一種逐年刊印的資料，以統(tǒng)一、科學(xué)的圖表形式表達(dá)出來的成果。內(nèi)容主要是上年實(shí)測(cè)的并經(jīng)過嚴(yán)格整編審查的、普遍需要的基本水文資料，提供水利水電建設(shè)、其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及科學(xué)研究部門使用。水文年鑒的內(nèi)容主要包括：說明資料，水位、流量、輸沙率、泥沙顆粒級(jí)配、水溫冰凌、水化學(xué)、地下水、降水量、蒸發(fā)量等資料，已刊布的資料的更正與補(bǔ)充；主要有逐日表、月年統(tǒng)計(jì)表、實(shí)測(cè)成果表、摘錄表等。中國(guó)的水文測(cè)驗(yàn)開始于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，但資料的積累、保存、整編要晚得多，正式觀測(cè)記錄被系統(tǒng)保存下來，開始于19世紀(jì)。保存的正規(guī)降水量記錄，開始于清道光二十一年（1841年，北京），正規(guī)的水位記錄，開始于清同治四年（1865年，漢口）。其后，凡開始近代水文觀測(cè)的站，一般都計(jì)算逐日值列出年表。從清末民初開始將多站水文資料匯編刊印，如民國(guó)24年，全國(guó)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)水利處出版民國(guó)22年的《全國(guó)水文報(bào)告》，含水文站153處，水位站277處的資料。新中國(guó)成立后，從1949年開始，在全國(guó)范圍內(nèi)，對(duì)歷史積存的水文資料，按統(tǒng)一布置和要求，進(jìn)行系統(tǒng)的整編刊印工作，并在50年代全面完成。1958年，水利部水文局將全國(guó)按流域水系統(tǒng)一劃分水文資料的卷冊(cè)范圍，并將逐年資料統(tǒng)一命名為《中華人民共和國(guó)水文年鑒》，全國(guó)分10卷94冊(cè)。1964年在編制《水文年鑒審編刊印暫行規(guī)范》時(shí)，對(duì)原卷冊(cè)劃分進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后全國(guó)分10卷74冊(cè)，并長(zhǎng)期維持穩(wěn)定。1999年，發(fā)布的《水文資料整編規(guī)范》對(duì)原卷冊(cè)劃分作了個(gè)別修改，現(xiàn)為10卷75冊(cè)。至1986年止，刊出歷史水文資料及水文年鑒共2277冊(cè)。1987年后，一些單位繼續(xù)刊布水文年鑒，另一些單位將整編成果存入計(jì)算機(jī)，用打印或復(fù)印方式供應(yīng)，沒有刊布水文年鑒，至1990年后全國(guó)全面停刊水文年鑒。1979年，水利部水文局頒布《地下水觀測(cè)試行規(guī)定》，地下水資料按省、直轄市、自治區(qū)或地區(qū)單獨(dú)刊印，不再列入水文年鑒。1985年，水利電力部頒布《水質(zhì)監(jiān)測(cè)規(guī)范》，將水質(zhì)資料單獨(dú)編為《中華人民共和國(guó)水文年鑒水質(zhì)專冊(cè)》。1水文資料整編1.1資料整編歷史與水文年鑒中國(guó)的水文測(cè)驗(yàn)始于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，但主要為實(shí)時(shí)需求服務(wù)。對(duì)于資料的積累、保存、整編的認(rèn)識(shí)則要晚得多，主要從19世紀(jì)中葉開始。保存正規(guī)的降水資料始于1841年（北京）；水位資料始于1865年（漢口）。其后，凡開始近代水文觀測(cè)的站，均保存有單站的記錄，一般計(jì)算逐日值列出年表。1949年新中國(guó)成立后，在全國(guó)范圍內(nèi)，按統(tǒng)一布置和要求，進(jìn)行系統(tǒng)的整編刊印工作，并在50年代末期全面形成資料整編工作與技術(shù)體系。1949年10月～1957年，完成了對(duì)建國(guó)前歷史積存的水文資料系統(tǒng)整編。1953～1954年間，水文資料整編工作的組織，逐步從大行政區(qū)的有關(guān)機(jī)關(guān)向省一級(jí)水文機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移；1954年后，在治淮委員會(huì)的倡導(dǎo)下，推行了“在站整理”，由基層水文站負(fù)責(zé)水文資料的初步整編工作。1955年在制定《水文測(cè)站暫行規(guī)范》時(shí)，將在站整理規(guī)定為測(cè)站任務(wù)之一；經(jīng)測(cè)站整理的資料，由測(cè)站上級(jí)機(jī)關(guān)組織審查、復(fù)審、匯編與刊印。在站整理的開展，使整編工作經(jīng)?；?，加快了整編進(jìn)度，而且測(cè)驗(yàn)與整編相結(jié)合，在整編工作中發(fā)現(xiàn)測(cè)驗(yàn)中的問題及時(shí)改進(jìn)；后來發(fā)展為測(cè)站“四隨”（隨測(cè)算、隨發(fā)報(bào)、隨整理、隨分析）制度。至50年代末，全國(guó)各地基本實(shí)現(xiàn)了在站整理，當(dāng)年資料可于次年完成[1]。1958年，水利部水文局將全國(guó)按流域水系統(tǒng)一劃分水文資料的卷冊(cè)范圍，并將逐年資料統(tǒng)一命名為《中華人民共和國(guó)水文年鑒》，共分10卷94冊(cè)；1964年，編制《水文年鑒審編刊印暫行規(guī)范》時(shí)，對(duì)卷冊(cè)做過一次較大的調(diào)整，將同一區(qū)域的水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā)資料編在一起，調(diào)整后全國(guó)分10卷74冊(cè)；1999年頒布的《水文資料整編規(guī)范》SL247-1999，對(duì)卷冊(cè)劃分做了微調(diào)，調(diào)整后全國(guó)分10卷75冊(cè)。不同年代水文年鑒卷冊(cè)劃分統(tǒng)計(jì)見表1。表1不同年代水文年鑒卷冊(cè)劃分統(tǒng)計(jì)表卷號(hào)卷名1958年冊(cè)數(shù)1964年冊(cè)數(shù)1999年冊(cè)數(shù)1黑龍江流域水文資料6552遼河流域水文資料4443海河流域水文資料10674黃河流域水文資料10995淮河流域水文資料8666長(zhǎng)江流域水文資料2220207浙閩臺(tái)河流水文資料6668珠江流域水文資料1210109藏滇國(guó)際河流水文資料42210內(nèi)陸河湖水文資料1266總計(jì)947475應(yīng)用與服務(wù)較好階段。（1）錄入內(nèi)容及質(zhì)量控制。目前已錄入存儲(chǔ)的資料是歷年水文年鑒(刊印和未刊印的)，共有60種表格類型及有關(guān)圖形。通過人工錄入、校核和開發(fā)的計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)校核，已發(fā)現(xiàn)和糾正原年鑒刊印錯(cuò)誤多處，有的省如廣東、四川等，多達(dá)3～4萬條記錄，從而使保存在數(shù)據(jù)庫(kù)里的資料質(zhì)量高于原年鑒。（2）查詢檢索功能及相關(guān)軟件。基于C/S體系結(jié)構(gòu)開發(fā)的查詢檢索軟件，實(shí)現(xiàn)了單(多)站，單(多)項(xiàng)等系列數(shù)據(jù)的檢索和異地查詢檢索(通過廣域網(wǎng)，如廣東等)，使用方便，界面友好，查詢速度較快。輸出形式有數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)表格文件、圖形輸出；輸出結(jié)果可以顯式、打印、存入介質(zhì)。一些單位在國(guó)家水文數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的同時(shí)，還初步研究開發(fā)了實(shí)用性較強(qiáng)的應(yīng)用軟件(數(shù)據(jù)的二次加工)，如“實(shí)時(shí)洪水監(jiān)視與對(duì)比分析”、“大水年洪水對(duì)比分析”、“等雨量線圖繪制”、“站網(wǎng)信息熱圖構(gòu)造”等。（3）應(yīng)用服務(wù)?？苫咎娲哪觇b數(shù)據(jù)服務(wù)功能，基本滿足洪水預(yù)報(bào)模型的建立、洪水預(yù)報(bào)方案的編制與修訂、旱澇情分析、工程水文設(shè)計(jì)、水資源評(píng)價(jià)與管理及有關(guān)規(guī)劃所需的水文資料與信息服務(wù)。在1999年各地的防洪規(guī)劃設(shè)計(jì)中水文數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)揮了重要作用，既提高了速度，又提高了精度。如山東省在防洪規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，累計(jì)查詢(含重復(fù)查詢)數(shù)據(jù)量達(dá)1500MB，如果沒有水文數(shù)據(jù)庫(kù)是不可能在較短時(shí)間實(shí)現(xiàn)如此大數(shù)據(jù)量的查詢和應(yīng)用。2.3水文數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展試點(diǎn)階段2001年9月17日，水利部下發(fā)了“關(guān)于公開提供公益性水文資料的通知”（水文[2001]377號(hào)），決定公開提供的公益性水文資料范圍為實(shí)時(shí)報(bào)汛資料、經(jīng)過整編的國(guó)家基本水文測(cè)站的基本水文資料。主要介紹水文數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)歷史與技術(shù)發(fā)展的過程及成就：80年代中后期－90年代初期試點(diǎn)建設(shè)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制度；90年代中后期－2002為建設(shè)發(fā)展期C/S；2002年后為服務(wù)期所取得成就。4存在的主要問題及措施資料整編；數(shù)據(jù)庫(kù)編制數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目建議書、在不同地區(qū)進(jìn)行逐步升級(jí)改造（東北片試點(diǎn)）B/S，異地共享，編制水利行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)SL324-20055展望水文現(xiàn)代化指導(dǎo)意見要求，貫徹新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享為目標(biāo)參考文獻(xiàn)：[1]水利部水文司.中國(guó)水文志[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，1997.[2]章樹安.我國(guó)水文數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)回顧及有關(guān)問題的建議[J].水文，2001（3）.[3]章樹安，趙琛.對(duì)《基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)》的認(rèn)識(shí)與分析[J].水文，2005(5).[4]水利電力部水利司主編.水文測(cè)驗(yàn)手冊(cè)(第三冊(cè)資料整編和審查)[M].北京：水利出版社，1980.[5]水利部.水文現(xiàn)代化建設(shè)指導(dǎo)意見（水文[2005]70號(hào)）[R].北京：水利部，2005.[6]SL324-2005,基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)[S].[7]SL247-1999,水文資料整編規(guī)范[S].[8]SD244-87,水文年鑒編印規(guī)范[S].[9]薩師煊,王珊.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論[M].北京：高等教育出版社，2004.[10]章樹安，吳禮福，艾萍，林偉，等.國(guó)家水文基本數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)工程建設(shè)項(xiàng)目建議書[R].北京：水利部水文局，2002.[11]王珊，等.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)和聯(lián)機(jī)分析處理[M].北京：科學(xué)出版社，1998.[12]王珊,陳紅.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，1998.[13]SilberschatzA