一县级山洪灾害监测预警系统软件升级完善

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1、一、县级山洪灾害监测预警系统软件升级完善2.3、本次系统软件升级完善功能要求本次县级山洪灾害监测预警系统软件升级完善是在原系统软件基础上增加辅助县级防汛指挥人员进行山洪灾害监测、分析、预警以及新开展的调查评价成果集成等内容，同时结合增加的内容对系统软件原有内容和功能进行优化。2.3.1需增加和完善的内容及功能要求2.3.1.1、增加的内容及功能要求（1）防洪工程监视以水库、河道断面、水闸、橡胶坝、桥梁、塘堰坝、尾矿库等防洪工程为对象，进行实时监视。对照地图可方便进行某类、某个防洪工程的筛选，选择查看后，展示该工程所在流域集水区内当前降雨情况、工程基本信息、管护人员信息、风险分析、应对预案、图像

2、监控等信息。（2）防治区监视以山洪调查沿河村落为监视对象，根据测量断面信息，依照分析评价成果设定的预警阈值，监视沿河村落危险程度。对超过预警阈值的沿河村落要在地图中闪烁显示，点击后显示告警沿河村落相关集水区域、控制雨量站信息，面雨量统计、实时洪水分析成果、村落基本情况、尾矿库等风险点信息，防汛联系人、预案等相关信息。（3）洪水风险分析调用洪水风险分析系统（其它项目）计算成果在地图上综合展示，并进行预警发布。（4）移动巡查管理与移动巡查设备（其它项目）进行信息交互。移动巡查设备上安装巡查APP应用程序，现场采集的文字、图片、视频、语音、位置等信息实时上传服务器，在移动巡查管理上综合展示。（5）扩

3、展预警信息发布功能预警信息发布模块根据不同的预警等级，及时向各类预警对象发布预警信息。预警方式除手机短信外，增加传真、预警广播、即时通信等方式。（6）预警上报与信息共享按照国家下发的信息共享模块要求，向国家、省、市平台实时报送预警信息和相关基础信息。（7）预案衔接演示展示山洪防御县、乡、村等预案，展示格式包括PDF版、word版，可直接显示，并以结构化方式展示预案中关键信息；实现各级预案的更新入库和演示功能，展示预案中的撤离路线、危险区、安置点等信息。（8）图像（视频）监控接收省图像（视频）监控中心数据，展现和管理本辖区的监控站点图像和视频信息。（9）调查评价成果展示对调查评价成果进行集成，以

4、图、表形式精细化展现。调查评价成果包括山洪灾害防治区人口分布、小流域分布、小流域基础属性、小流域河段基础属性、小流域标准单位线成果、小流域暴雨特征、小流域设计暴雨洪水、小流域预警指标及阈值分析计算成果、小流域社会经济数据、需工程治理山洪沟基本情况数据、河道断面测量数据、水文基本资料数据、影响居民区安全的涉水工程基本信息、历史山洪灾害数据、山洪灾害危险区分布、沿河村落防洪现状分析成果等。（10）气象及国土信息展示展示从气象及国土部门共享的气象数据和地质灾害数据，气象数据包括天气预报、气象雨量、雷达、卫星云图等，地质灾害数据包括滑坡点分布及监测信息。2.3.1.2、完善的内容及功能要求（1）内部门

5、户网站功能优化结合新增加的内容和功能对整个系统门户网站的各项功能进行合理搭配和展现，要求界面美观大方、布局合理，用户操作简洁、友好。（2）预警优化结合新增加的洪水风险分析系统，根据分析结果进行预报式预警，要与原系统实况预警有机结合；对原系统实况预警模式进行优化，建立雨量监测站或面雨量与各乡村合理的关联关系；依据调查评价成果，调整预警指标。（3）GIS平台改造对业务数据在地图上的表现能力进行改造，主要业务数据需在GIS平台上进行快速综合展现。（4）后台管理在后台对新增内容实现相关功能和信息的管理。2.3.1.3、相关数据处理系统建设所涉及数据资料由各县市区水利局采集整理成电子表格或电子文本，交中

6、标方统一整理入库，疑难问题由双方配合解决。中标方应提供方便的数据管理方法并确保用户正确使用。2.4 本次开发技术要求2.4.1总体技术要求系统总体要求采用B/S模式，基于.NET框架构建，部分功能采用后台服务模式。（1）先进实用性要求山洪灾害监测预警系统软件作为一个系统工程，首先要保证在系统生命周期内系统先进性，同时选用成熟的技术。（2）可靠性要求在构建整体软硬件和数据环境时，要充分消除各个组成部分、各个运行环节可能存在的不稳定因素。在软件系统开发中，采用模块化体系结构和面向对象的程序设计方法，以提高系统的整体可靠性。整体系统应具有较高的容错性和可恢复性，避免发生不定期错误导致运行中断。能够连

7、续7x24小时不间断工作，平均无故障时间8760小时，出现故障应能及时报警，软件系统具备自动或手动恢复措施，自动恢复时间15分钟，手工恢复时间12小时，以便在发生错误时能够快速地恢复正常运行。（3）安全性要求系统要求采取用户认证、授权和访问控制，地图数据支持加密处理。（4）经济适用性要求在满足整体系统应用需求且留有一定的发展余地的前提下，尽量选择性价比高的方案，做到技术先进、节约投资、利于开发、方便维护管理。（5）兼容扩展性要求无论是构建整体软件体系结构，还是软件开发，都要充分考虑系统的可持续发展，保证系统升级的灵活性和系统发展的可扩展性，使其能适应山洪灾害监测预警系统相关的标准，同时要满足防

8、汛抗旱指挥系统相关的标准要求。任何一个模块的维护和更新以及新模块的追加都不应影响其他模块，且在升级的过程中不影响系统的性能与运行。（6）高效响应性要求系统处理的准确性和响应的及时性是系统的重要指标。在系统设计和开发过程中，充分考虑系统当前和未来可能承受的工作量，使系统的处理能力和响应时间达到使用人员需求。（7）标准化要求系统建设严格执行国家、地方和行业的有关规范与标准，并考虑与国际规范与标准接轨，软件的设计和开发要参照相关规范和标准，制订相应开发规则，制定有效的工程规范。特别是软件开发要保证代码的易读性、可操作性和可移植性。（8）容错性要求提供有效的故障诊断工具，具备数据错误记录功能。（9）参

9、数化要求完全实现模块化设计，支持参数化配置，支持组件及组件的动态加载。（10）行业习惯要求系统遵从行业应用需求和习惯，开发具有水利行业特色、应用系统做到功能强大、贴近实际。（11）界面友好性要求应用软件应有美观、大方的良好用户界面；系统应该做到易学习，易操作；系统提示和帮助信息准确及时，避免用户误操作带来的损失。2.4.2总体性能要求（1）对软件系统的各类人机交互操作、信息查询、图形操作等应实时响应；信息查询、操作、输入界面等要用图形、文字和数据三种方式在计算机上展现，数据表格应具有报表打印功能；系统的操作要求简单易用。（2）采用WebGIS方式执行GIS的分析任务。通过标准的浏览器（如IE）

10、来访问地图服务，对于水雨情监测、预警响应的相关处理，均要求能在GIS上进行可视化处理查询，并能实现无级缩放，具备等雨量线、等雨量面等绘制功能。采用招标人提供的电子地图数据。（3）查询速度要求：WEBGIS查询响应速度：5秒；复杂报表响应速度：5秒；一般查询响应速度：3秒；2.5、软件测试要求制定详细的系统测试方案，内容包括所有软硬件系统以及这些系统的测试方法和测试准则。系统测试主要测试整个系统在各种典型的最不利的状态下的运行情况，以证明系统在所有部分的性能参数、效率指标和其它方面达到技术要求的规定值，保证所有功能实现，运行无故障且满足技术要求。（1）根据软件的操作手册，运行并测试软件的所有功能

11、；（2）模块调试测试应根据设计要求测试系统中所有逻辑功能模块；（3）软件系统的集成调试测试要求将所有子系统装配起来后进行测试，要求使用实际数据和具体边界数据测试系统功能的实现情况，同时检验系统的集成效果；（4）完成系统与外部接口的验收测试； （5）数据准确性的测试和验收；（6）网络和软件系统的安全性测试；（7）所有必要的检错、调整和重复测试；3、 培训及服务支持要求3.1、培训要求开展对县级工作人员的系统软件使用培训，使受训人员掌握相关技术要求，熟悉软件操作和独立掌握软件系统的配置、故障诊断、维护管理等技术，确保软件系统正常运行。培训工作由中标人负责，包括教材、培训场地和相关培训设备等。中标人

12、必须安排项目建设单位认可的具有相关专业资格或者实际工作经验的教师和相应辅导人员进行培训，每县培训不少于2人，培训时间不少于2个工作日。在培训前，中标人应制定详细培训方案，内容包括培训目的、培训时间安排、人数、次数、教材编写（列出培训教材基本内容）、培训课程（包括课程介绍）、培训师资情况（包括教师简历）、培训组织方式等，招标人有权对中标人提出的培训方案和培训计划进行选择和调整。3.2、服务支持要求 本项目要求在软件系统开发完成并安装部署后，经过1年或1个汛期的试运行，进行竣工验收，竣工验收后进入2年的质保期。为确保专业化的技术服务，本项目要求在质保期后增加至少3年的技术支持期。在质保期与技术支持

13、期内，中标人需提供电话咨询、远程维护、现场支持等多种服务方式；同时，在技术支持期内，中标方需派人员进行简单的项目持续开发与维护，派驻人员需具有本项目持续开发能力，满足招标人要求的技术水平。二、县级山洪灾害监测预警系统软件支撑环境及短信发送设备采购与安装 工程技术规格要求1、服务器序号指标指标项技术规格要求1总体要求制造商国际知名品牌2外型服务器外型机架式服务器高度2U3处理器CPU类型Intel Xeon E5-2600系列处理器CPU实配规格2颗六核E5-2620 V2（2.1GHz/6-core/15MB 80W）智能技术要求支持智能处理器导槽安装技术,不需要手动对针脚或触点,避免人为安装

14、故障4芯片组芯片组Intel C600以上5内存内存类型PC3L-10600R (DDR3-1333)低电压内存内存实配规格8GB内存可扩展数量768GB，24个内存插槽内存保护技术Advanced ECC,Online Spare,Lock-step mode内存验证技术支持内存智能验证技术,能够智能验证内存及支持原厂内存增强功能6存储内置硬盘类型2.5寸或3.5寸热插拔 SAS硬盘内置硬盘实配规格2块300GB SAS硬盘内置硬盘可扩展数量最大25个SFF硬盘或12个LFF硬盘阵列控制器SAS磁盘阵列控制器, 1GB缓存,支持RAID 0/1/5，最大可支持到2GB FBWC 缓存且服务器

15、故障断电情况下阵列卡缓存数据保护不受事件限制; 可选支持RAID 6光驱DVD-RW ROM7I/OPCI I/O插槽可支持数量最大 6个PCI-E 插槽，支持3个全长全高8网络网卡四个以太网端口，支持TCP卸载，支持iSCSI加速9光纤通道HBA卡1个8GB HBA卡10接口外部接口7个USB口（后面4个，前面2个，内部1个），1个SD插槽11可用性电源1个460W通用插槽热插拔铂金标准电源(Platinum)冗余风扇热插拔冗余风扇12可管理性智能安装引导服务器芯片集成引导部署模块, 支持引导安装操作系统, 硬件系统检测, 初始化, RAID配置,驱动集成等 远程管理卡独立的远程管理控制端口

16、，高级管理功能;能独立于操作系统实现对服务器的远程控制及管理；虚拟电源开关，远程开/关机；远程Firmware升级功能；128bit加密支持；VPN连接；虚拟介质功能，支持软驱、光驱、ISO文件、文件目录的虚拟；虚拟字符及图形远程控制台；多用户共享访问被管理服务器；捕获及重放被管理服务器的运行界面；被管理服务器的环境温度及能耗的监控和分析,动态监控服务器功率及供电情况,智能优化调整供电功率并节省能源消耗.管理软件自我品牌管理软件，可实现管理自我品牌以及其他厂家品牌的小型机、存储、服务器、PC等在内的设备；实现硬件设备通过颜色、电子邮件方式报警、资产登记管理、服务器性能管理、软件补丁管理、自动化

17、系统部署管理、电源功耗管理、虚拟机管理等功能；系统监控系统监控系统可实时监测内部主要部件的状态，包含CPU、内存、PCI槽、风扇、电源、温度等信息13操作系统操作系统支持支持Microsoft Windows Server/Red Hat Enterprise Linux (RHEL)/SUSE Linux Enterprise Server (SLES)/Oracle Solaris/VMware Server/Citrix XenServer/Hyper-V等主要版本系统；实配操作系统正版Microsoft Windows Server 2012 标准版2、短信发送器序号指标项技术规格要求

18、1通道数量8通道，支持8张SIM卡并发2支持频率支持GSM双频：900/1800MHz；3发送速率每通道 720条/小时4数据接口SMA接口天线，USB接口连接电脑5通信标准符合ETSI GSM 2+ 标准； Class 4 (2W 900 MHz) Class 5 (1W 1800 MHz)；6操作软件支持短信收发管理，短信定时发送及短信签名，可设置发送速度，支持Windows xp,windows 7等操作系统7SIM卡防汛专用8其他功能即插即用，高可靠性三、简易雨量监测（报警）站设备采购与安装工程技术规格要求简易雨量监测（报警）站是一种集降雨实时监测、信息显示和多时段雨量声光报警功能的雨

19、量监测报警设备，分为集雨器和告警器两部分。集雨器和告警器采用无线或有线方式连接，具有多时段雨量统计算法和公网（GSM/GPRS）传输功能，支持不同级别雨量的声光报警和工况信息传输。1、主要功能要求具备降雨信息实时监测、接收、信息显示和存储功能；具有超阈值自动报警功能，支持语音、警笛、闪光、屏显等至少3种以上报警方式；支持4个以上时段的告警雨量阈值设置和不小于2个不同级别告警；具有按时段、级别设置降雨告警阈值功能；具有通信状态和电池电量显示功能；低功耗值守，电池供电能连续值守至少6个月；可以存储1年以上日降雨量，支持串口或USB数据导出；具有按键设置和液晶屏信息显示；具有GSM/GPRS通信信道

20、，能将预警信息发送到2个以上指定责任人，能将工况信息发送到各级管理平台；支持实时报告设备的工况信息，支持定时自检发送平安报（汛期至少每天一次，内容包括告警器与集雨器连通情况、告警器电池电压、充电电压等）和日志信息，支持实时异常报（包括告警器与集雨器连通中断、充电设备断电等），支持管理平台远程设置和召测查询。2、主要技术要求报警方式：语音、警笛、闪光、屏显信息等至少3种方式以上；通信方式：无线传输或有线传输；有线传输距离不小于100m；无线传输距离不小于50m，并具有抗干扰措施；留有SIM卡接口，用于GSM/GPRS通信，支持SIM卡锁定；承雨口内径：mm，进入承雨口的降雨不应溅出承雨口外；降雨

21、监测：翻斗式，降雨分辨率：0.5mm或1mm，报警分辨力5mm或10mm；雨强测量范围：0mm/min4mm/min，允许最大雨强为8mm/min；测量精度：总体误差不超过5%；报警指标组数：不少于4组；报警指标设置方式：用户可自主设置；报警值偏差：在设定的报警阈值，仪器能正常报警，无偏差；电源：交直流供电，电压波动+15%-25%，仪器设备能正常工作；功耗：静态值守电流应小于0.7mA（6V）；平均无故障工作时间：大于16000小时；（2）安装要求承雨器安装在空旷区域，安装位置离开遮挡物的距离要大于遮挡物高度的2倍。报警器安装在室内，固定到一定高度。四、山洪灾害风险分析系统2.2 系统软件开

22、发要求基本要求：系统要具有高度的开放性、可扩展性、通用性；可方便地选择产流计算方法；能够采用无资料地区单位线开展汇流计算；能够采用无资料（流量）河段马斯京根法开展河道演算；能够采用流域现有水文站和雨量站资料进行模型参数率定功能；具有实时雨情查询功能和分析成果查询、展示功能；具有连续自动计算功能；为其他平台提供分析结果。已经具备的工作条件：（1）基础地理信息图层（1:5万）；（2）1：5万DEM;(3)1:5万、1.25万数字线划图；（4）小流域划分成果及其拓扑关系成果；（5）流域特征提取成果；（6）小流域汇流单位线成果；（7）实时雨水情数据库。（8）市、县能提供1台带操作系统的服务器，省能提供

23、4台带操作系统的服务器。2.2.1、功能要求在已经具备的工作条件基础上，基于地理信息系统平台开发山洪灾害风险分析系统。系统软件功能主要包括洪水分析、雨水情查询、分析成果查询、分析成果数据库维护等。2.2.1.1、洪水分析。能够开展79个县（市、区）各节点洪水分析以及沿河现有水文站节点分析，并能开展重要非分析控制节点的山洪灾害危险区河道断面流量和水位预测分析；采用水力学方法，选择重点防治区3条小流域开展沿程水位的预测分析试点工作。分析要素包括流量过程分析和相应水位过程分析。分析系统功能包括：1）流域出口结果显示在流域出口除了能够显示模拟流量和实测流量过程线外，还包含了用以衡量模拟结果精度的四种信

24、息，具体包括洪峰流量相对误差、洪量相对误差，峰现时间误差以及确定性系数。2）子流域计算结果显示系统能够显示每一个子流域在个降雨过程的降雨量以及形成的径流过程和对应的降雨过程。3）节点计算结果显示系统能够在河网的每一个节点处显示该节点以及流域出口的流量过程线，能够预测分析任意一个过水断面的洪水过程。系统在显示径流过程时，均可以利用鼠标拖动的方式，对图形进行放大，从而精确显示过程线的特征值，如洪峰流量，峰现时间等。2.2.1.2、信息查询基于矢量图层或位图（县级、省辖市可用位图、省级采用矢量图）能够开展分析成果查询和雨水情查询。2.2.1.3、分析成果数据库维护除正常维护外，分析成果数据库能够开放

25、给其他平台软件调用。2.2.2、模型选择要求在系统开发时要涵盖以下模型，供用户实时分析时选择使用。2.2.2.1雨量模型 将雨量站坐标转换为与小流域及河网图层相同的坐标系。根据测站的时段点雨量，利用克里金法等插值法，插值出小流域内所有DEM网格的雨量，然后取平均值得到小流域的平均时段雨量。2.2.2.2产流计算模型1）三水源蓄满产流模型 在湿润半湿润区的流域，要求采用蓄满产流模型（三水源新安江产流模型）计算地表径流、壤中流和地下径流。 三层蒸发模型新安江模型中的蒸散发计算多采用三层蒸发计算模式。它的输入是蒸发器实测水面蒸发E0和流域蒸散发能力的折算系数K，模型参数为上层、下层和深层的蓄水容量，

26、分别记为WUM、WLM、WDM以及深层蒸发系数C。蓄水容量间的关系为WM=WUM+WLM+WDM。输出是上、下、深各层的流域蒸散发量EU、EL、ED，它们之间关系为E=EU+EL+ED。计算中包括有三个时变参数，即各层土壤含水量WU、WL、WD(W=WU-+WL+WD)。WM、E、W分别表示总的土壤蓄水容量、蒸散发量和土壤含水量.各层蒸散发的计算思路是：上层按蒸散发能力蒸发；上层含水量不够蒸发时，剩余蒸散发能力从下层蒸发；下层蒸发与剩余蒸散发能力及下层含水量成正比，与下层蓄水容量成反比。要求计算的下层蒸发量与剩余蒸散发能力之比不小于深层蒸散发系数C，否则，不足部分由下层含水量补给，当下层水量不

27、够补给时，用深层含水量补。根据水面蒸发E0计算出流域蒸发能力EP EP=KE0三层蒸发模式按照先上层后下层的次序，分如下四种情况计算:(1)当WU+PEp时，Eu=Ep，EL=0，ED=0；(2)当WU+PEp，WLCWLM时，Eu=WU+P，EL=（EpEu）WL/WLM，ED=0；(3)当WU+PEp，C（EpEu）WLCWLM时，Eu=WU+P，EL=C(EpEu)，ED=0；(4)当WU+PEp，WLC（EpEu）时，Eu=WU+P，EL=WL，ED=C（EpEu）EL。 产流计算方法 蓄满产流是产流机制的一种概化。其基本假设为：任一地点上，土壤含水量达蓄满(即达田间持水量)前，降雨量

28、全部补充土壤含水量，不产流；当土壤蓄满后，其后续降雨量全部产生径流。这种产流机制比较接近或符合土壤缺水量不大的湿润地区。在该类地区，一场较大的降雨常易使全流域土壤含水量达蓄满。倘若一场降雨不能使全流域蓄满，或一场降雨过程中，全流域尚未蓄满之前，流域内也观测到有径流。这是由于前期气候、下垫面等的不均匀性，导致流域土壤缺水量空间不均匀的结果。因为，在其他条件相同情况下，缺水量小的地方降雨后易蓄满，先产流。因此，一个流域的产流过程在空间上是不均匀的，在全流域蓄满前，存在部分地区蓄满而产流。由流域蓄水容量曲线表征土壤缺水量空间分布的不均匀性并计算产流量。下图为流域蓄水容量曲线及径流计算公式 流域蓄水容

29、量曲线及径流计算图蓄水容量曲线的指数方程描述： 流域平均蓄水容量WM： 积分得： 增加不透水面积后有： 一般情况下，降雨前的初始土壤含水量不为零。这时，初始土壤含水量在流域上的分布影响降雨产流量值。各次降雨前的初始土壤含水量分布是不相同的，但从多次平均的统计角度，认为分布规律也符合蓄水容量曲线。流域平均的初始土壤含水量W，相当于降雨a所形成的，全流域中有比例为0的面积上已蓄满，降在该部分的面积上雨量形成径流，降在比例为1-0的面积上的降雨量不能全部形成径流，三者间满足解上式得在初始土湿为W条件下，降雨量PE的产流量的计算公式为：全流域蓄满前积分上式得上式可简化为全流域蓄满后 水源划分水源划分是

30、新安江模型结构最重要的几个部分之一。三水源新安江模型采用一个自由水蓄水库进行水源划分方式。自由水蓄水库设置两个出口，其出流系数分别记为KSS和KG，产流量R进入自由水水库内，通过两个出流系数和溢流的方式把它分成地面径流(Rs)、壤中流(RSS)和地下径流(RG)。地下径流(RG)再经过地下水库调蓄，可得到地下水对河网的总人流TRG，壤中流(RSS)通过一个壤中流水库调蓄计算，得到对河网的总人流TRSS，也可不调蓄直接作为对河网的总入流，地面径流(Rs)直接进入河网作为对河网的总人流TRS。自由水蓄水库结构图自由水的蓄水能力在产流面积(FR)上的分布也是不均匀的。用自由水蓄水容量曲线表示该不均匀

31、性并进行水源划分。重力水蓄水容量曲线图产流面积上各点的自由水蓄水容量关系可表达为：产流面积上的平均蓄水容量深（SMF）为： 与S对应的纵坐标（AU）为： 模型计算判别条件及公式为： 当PE+AUSMMF时，地面径流量（RS）为： 当PE+AUSMMF，有： 假定SMMF与产流面积（FR）及全流域上最大点的自由水蓄水容量（SMM）的关系仍为抛物线分布： 可得到： 已知上时段的产流面积（FR0）和产流面积上的平均自由水深（S0），根据时段产流量（R），计算时段地面径流、壤中流、地下径流及本时段产流面积（FR）和FR上的平均自由水深（S）的步骤为： （1）当PE+AU0时： （2）当PE+AUSMM

32、F时： （3）当0PE+AUSMMF时: 时段转换一般情况下，模型的出流系数和消退系数都是按日模型给定的。但是，进行实时洪水分析时，计算时段位都小于24h。另外，在模型计算中，为了消除非线性的影响，减少计算时段取的过长所引起的误差，模型的水源划分中又用5mm净雨作一个量级，进一步作分步长计算。那么，模型的出流系数和消退系数都必须作相应的变化。设模型计算所取时段长为t（h），R为t内的净雨，则： 计算步长内的壤中流蓄水库的消退系数（KKSSD）和地下水蓄水库的消退系数（KKGD）分别与其相应的日模型消退系数（KKSS）和（KKG）的关系为： 计算步长内流域自由水蓄水库的壤中流出流系数（KSSD）

33、和地下水出流系数（KGD）与其日模型的出流系数（KSS）和（KG）的关系为： 2） 超渗模型（陕北模型） 干旱半干旱区的流域，采用超渗产流模型，计算地面径流。 模型结构在每一个小流域，认为降雨和下垫面条件在计算流域上的空间分布都是均匀的，可视为一点来考虑，采用点降雨径流模型。由于在超渗模型中，对产流起主导作用的是降雨强度与地面下渗能力之间的对比关系。当雨强小于地面下渗能力时，所有的降雨被土壤吸收，不产流。而当雨强大雨地面下渗能力时，吸收率只等于下渗能力，其余部分产流，即当if , R=0, W=W0+i当if, R=RS=i-f, W=W0+f式中，i为减去可能蒸发率后剩余的雨强；f为地面下渗

34、能力；R为产流率；RS为地面径流；W0和W分别表示时段初和时段末影响土壤层的含水量。下渗能力的大小，是地表附近土壤含水量的函数，常用的下渗能力计算公式有霍尔顿型和菲利浦型。（1）霍尔顿公式霍尔顿下渗曲线ft关系为 式中，f0、 fc分别为土壤最干和最湿时的地表下渗能力；k为衰减系数，因次为T-1。Wf的关系为 （2）菲利浦公式菲利浦下渗曲线为 式中，B和A为两个待定参数，B的因次为；A的因次为。Wf关系为 推流计算点降雨径流模型的输入为时段降雨和时段流域蒸发能力。为了使降雨强度和下渗能力不被均化，所以t要取的很短。模型的参数包括用于计算下渗能力的参数，对于霍尔顿下渗曲线，下渗能力计算参数包括稳

35、定下渗能力（fc ）、最大下渗能力（f0）、消退系数（k）和进行f迭代计算的允许误差（DW）。对于菲利浦型下渗曲线，下渗能力计算参数是A和B。另外，还有计算时段长（t）和流域面积；时变参数有土壤含水量（W）；模型输出为出流量（R）的时间序列。3）初损后损法产流模型 基本概念和方程 假定在一场降雨过程中最大潜在降雨损失fc为一常数，因此，如Pt代表在时段t到t+t内的平均面雨深度，则时段内的净雨Pet可表示为：当时，；当时，初损代表截留和填洼蓄水量，截留是地表覆盖（包括流域内的植物）对降雨的吸收，填洼蓄水是由地表洼地引起的。截留和填洼的水量最终下渗或蒸发掉。初损出现在径流形成之前。透水面积上，在

36、累计降雨超过初损前不产流，因此净雨可计算为： 当时， ；当时， ；当时， 。 初损和稳定损失率的估算 初损后损模型中包含着一个参数（稳定下渗率）和一个初始条件，分别表示流域物理特性和土地利用情况及前期条件。如果流域处于饱和状态，近与零，如果流域是干燥的，则增大，其最大值代表在产生径流之前流域内最大降雨深，该值取决于流域地表、土地利用情况和土壤类型等。2.2.2.3 汇流计算1） 三水源蓄满产流模型对应的汇流计算方法 坡地汇流经过产流量和分水源计算后，分别得到地表径流（RS）、壤中流（RSS）和地下径流（RG）。地表径流流速大，直接进入河网，作为河网总入流的一部分（TRS），壤中流和地下径流分别

37、经过一次水库调蓄后进入河网，作为河网入流的一部分(TRSS，TRG)。计算公式为式中U为单位转换系数，可将径流深转换成流量，其中F为流域面积（km2）;为计算时段（h）；TR为河网总入流（m3/s）； KKSS为壤中流消退系数；KKG为地下径流消退系数。 河网汇流采用无因子单位线模拟径流从进入河槽到单元出口的河网汇流，计算公式为式中Q(t)为单元出口处t时刻的流量值；为河网无因子单位线；为单位线时段数。2）陕北模型对应的汇流计算方法 坡地汇流超渗产流模式中只有地面径流。地面径流流速大，直接进入河网，作为河网总入流TR。 河网汇流采用无因子单位线模拟径流从进入河槽到单元出口的河网汇流。3）初损后

38、损法对应的汇流计算方法 直接径流过程的模拟 采用单位线模型。 基流计算采用指数消退模型。模型认为任一个时刻t的基流流量与初始流量间的关系为：式中：为初始基流流量（即零时刻）；K为指数衰减常数。指数衰减从开始时的流量开始。2.2.2.4河道洪水演算模型1）槽蓄曲线方程与演算公式 槽蓄曲线在洪水波经过河段时，由于存在附加比降，洪水涨落时的河槽蓄水量情况如下图所示。在马斯京根槽蓄曲线方程中，河段槽蓄量由两部分组成：柱蓄，即同一下断面水位稳定流水面线以下的蓄量；楔蓄，即稳定流水面线与实际水面线之间的蓄量，如图中的阴影部分。河段中的槽蓄量等于柱蓄与楔蓄的总和。洪水涨落时的河槽蓄水量情况图令x为流量比重因

39、素，SQ上、SQ下分别为上下断面在稳定流情况下的蓄量，S为河段内的总蓄量，包括柱蓄和楔蓄两部分，于是可以建立蓄量关系：上述两式相同，可写为一般情况下，天然河道中的断面流量与相应的槽蓄量近似地按稳定流对待，即具有单值关系：则 为马斯京根槽蓄曲线方程K为蓄量常数，又称河段传播时间，x为流量比重因素。 演算公式通过联解水量平衡方程式和马斯京根槽蓄曲线方程式，可得马斯京根流量演算方程：式中，C0、C1、C2都是K、x和t的函数。 对于一个河段，只要确定参数K、x值及选定演算时段t后，C0、C1、C2即可求得,代入流量演算方程, 通过逐时段演算,就能根据上站流量过程及下站起始流量计算出下站的流量过程.2

40、）K、x、t的确定 2.4.2.1 K、x的确定应用马斯京根法的关键是如何合理地确定x和K值。目前，一般采用试算法，由实测资料通过试算求解x、K值，也就是对某一次洪水，假定不同的x值，计算Q，作出Sf(Q)关系曲线，其中能使二者关系成为单一直线的x值即为该次洪水所求的x值，而该直线的斜率即为所求的K值。取多次洪水作相同的计算和分析，就可以确定该河段的x、K值 计算时段t的选择t选取涉及到马斯京根法演算的精度。为使摘录的洪水数值能比较真实地反映洪水的变化过程，首先t不能取得太长，以保证流量过程线在t内近于直线；其次为在计算中不漏掉洪峰，选取的t最好等于河段传播时间K。这样上游在时段初出现的洪峰，

41、t后就正好出现在下游站，而不会卡在河段中，使河段的水面线呈上凸曲线。 k、x的综合 1) K值的综合：K具有时间的因次，它基本上反映河道稳定流时河段的传播时间。在不稳定流情况下，流速随水位高低和涨落洪过程而不同，所以河段传播时间也不相同，K不是常数，不少实测资料表明也是如此。因而，当各次洪水分析的K值变化较大时，可根据点据分布情况按流量分级定成折线。应用时，根据不同的流量取不同的K值。2) x值的综合：流量比重因素x除反映楔蓄对流量的作用外，还反映河段的调蓄能力。对于一定的河段，x在洪水涨落过程中基本稳定，但也有随流量增加而减小的趋势。实用中，当发现x随流量变化较大时，可建立xQ关系线，对不同

42、的流量取不同的x。天然河道的x，一般从上游向下游逐渐减小，介于0.20.45之间。3）马斯京根分段连续演算法在入流涨洪历时远比河段传播时间为短时，马斯京根方法演算时段 和传播时间K之间的矛盾，可用分段连续流量演算法解决,将演算河段划分为n个单元河段,用马斯京根方法连续进行n次演算，以求得出流过程。马斯京根方法着眼于下断面的流量是如何组成的，利用了河段单位线（也称河槽汇流曲线），即某瞬时上断面一个单位入流，由于断面流速分布的不均匀性，经河槽调蓄作用，传到下断面的出流过程。连续流量演算法本质上就是研究汇流系数的形成，所以又称汇流系数法。有了汇流系数，当知道入流过程后，就可象应用单位线一样，直接计算

43、出下断面的出流过程。 河槽汇流曲线设在零时刻，分析河段上游断面有一单位入流量，其余时刻入流量为零，即入流量过程呈三角形，可得到在第n个河段下断面的汇流曲线（出流过程），推导过程可参考有关文献。参数Kl，xl，n值的确定在利用分段连续流量演算法时，必须首先确定出相应的单元河长Ll，河段数n，以及单元河段的Kl，xl，具体计算时可以分为两种情况。（1)当已知分析河段的K和x值时。（2)当分析河段无K和x值时。根据河道断面的实测流速资料或水力特性资料，确定波速c值，4）无水文资料河段马斯京根模型参数计算方法 K 的推求K为洪水波在河段内的传播时间，计算公式为 式中：K为洪水波传播时间s；L为河段长m

44、；Vw为波速m/s。对于某过水断面，根据断面形态，波速与断面平均流速的关系如下：抛物线形断面 三角形断面 矩形断面 式中：Vw为平均流速m/s。由曼宁公式可得 式中：n为满宁粗糙系数无因次；R为水力半径m；S 为水面比降m/m。可见，只要能够确定出水力半径R，就可以得到断面平均流速。根据曼宁公式有 式中：A为过水断面面积m2；S为水面比降；n为糙率。可以看出水力半径R与洪水过程有关。对于一个洪水过程，可以取一个参考流量。需要根据两种情况，确定洪水过程（参考流量）与水力半径R间的关系式（1）已知河段断面几何特征 对于某一河段，可以利用大断面几何特征资料，分析基于洪水过程的水力半径R的计算公式。需

45、要针对三种河道断面分析，分别为： 抛物线形断面；三角形断面；矩形断面。 （2）河段断面几何特征未知根据稳定流河道湿周与流量间的经验关系，推求水力半径R。具体包括三种断面河道，分别为：抛物线形断面；三角形断面；矩形断面 x的推求与参数K相同，x也与洪水过程有关。要求分两种情况确定x与洪水过程的关系，计算x值。1）已知河段断面几何特征包括抛物线形断面，三角形断面及矩形断面三种断面情况。2）河段断面几何特征未知包括抛物线形断面，三角形断面及矩形断面三种断面情况。 模型特点利用以上所述方法，可以将马斯京根方法应用与无资料山区性河段进行洪水演算。因为不同河段间不仅河段特征，特别是河段比降不同，同时由于集

46、水面积大小也不等，所以同一次洪水中各河段的K，x是不同的。另一方面，对于同一个河段，不同的降雨所形成的洪水过程，特别是洪峰流量不同，所以不同场次降雨，参数K，x也不一样。5）单位线分析要求在开展坡地汇流计算时，根据现有资料情况，中标单位可以选择使用以下一种单位线进行汇流计算。对采用国家防办下发的小流域单位线进行汇流计算的，必须进一步开展下发小流域单位线的率定和检验工作。 Sherman单位线自从Sherman 1932年提出单位线分析方法以来，单位线方法在流域水文分析，工程设计计算等方面得到了广泛的应用，也被称为传统单位线。Sherman单位线分析方法需要实测水文和气象资料，所以有水文资料的流

47、域可以采用该方法。 综合单位线考虑到流域地形地貌形状等特征对汇流的影响，综合单位线法试图通过建立单位线特征值（如峰现时间，峰值流量，单位线底宽）与流域特征（如流域面积，最长汇流路径长等）间的关系，利用流域特征获得单位线。单位线特征值得到后，采用概化方式确定单位线的过程线。 地貌单位线考虑地貌特性对径流汇流的影响，地貌单位线分析方法在汇流单位线特征值与流域地貌参数间建立了关系，从而可以根据流域地貌特征计算单位线，为了区别于之前的综合单位线，定义为地貌单位线。 分布式单位线在分析流域（小流域或计算单元）单位线时，应该充分考虑流域内地形、植被等的空间分布特性。分布式单位线的理论依据与地貌单位线类似，

48、即流域各点到达流域出口汇流时间的概率密度分布等价于瞬时单位线，基本原理是利用流域的时间面积关系分析单位线。根据DEM，流域各点到达流域出口的路径是已知的，所以在流速计算方法确定后，就可以得到汇流时间。SCS提出的坡面流流速的计算公式为 式中S为地面坡度，k为流速系数。由于没有考虑降雨对汇流特性的影响，所以采用以上四类方法分析单位线时，必须根据降雨特性依据时段雨量对单位线进行综合。 时变单位线分析方法时变单位线计算基本思路与分布式单位线相同，但认为流域各点的汇流速度是时变的，随着时段雨强的不同而变化。由于该方法充分考虑了降雨、植被、地形地貌等因素的影响，更加符合实际情况，所以建议在分析小流域单位

49、线时首选该类方法。2.2.3、 数据库建设要求实时雨水情数据库，其标准为水利部颁布的SL 323-2011实时雨水情数据库表结构与标识符，用于存储实时雨水情信息；分析专用数据库，用于存储分析模型名称代码、参数、状态，分析方案属性，分析值，分析断面属性，历史水文气象资料，用户信息等。空间数据库，用于存储基础地理信息数据、水利地理信息数据、专题地理信息数据等。历史特征值数据库需建立并进行历史特征值资料的计算和录入工作。业务系统平台中包含的其他数据库、各模型专用数据库自行设计，要求统一标准、统一接口。2.2.4、 模型构建要求2.2.4.1总体要求系统需将一个较大的分析流域概化为由许多水文元素按水力

50、关系组成的流域模型。每一类元素代表一个物理过程，并构绘出清晰的逻辑框图。例如流域，河段或节点、采用的模型及计算方法。每一个元素都表示流域对降雨总响应的一部分。在系统中，可利用7类水文单元，即子流域、河段、水库、节点、分水、水源和洼地。2.2.4.2节点概化及控制（1）子流域子流域是指小流域划分后的小流域，包括只有一个出流，没有入流的小流域以及只有一个出流和一个入流的小流域。在子流域中要进行产流计算及汇流计算。（2）河段河段具有一个出流和一个或多个入流，入流来自流域模型中的其它水文元素。如果河段有一个以上的入流，在计算出流前必须先将它们迭加。（3）水库“水库”具有一个以上入流和一个计算的出流，入

51、流来自流域模型中的其它水文元素。如果不止一个入流，则必须先将其迭加后，才能计算出流。（4）节点节点是具有一个或多个入流且仅有一个出流的水文元素。入流在假定节点处蓄水为零的条件下迭加得到出流。（5）分水具有一个或多个入流和两个出流，其中一个为主要出流，一个为次要出流，入流来自流域模型中的其它元素。如果有多个入流，应先迭加，然后再计算出流。（6）水源水源具有一个出流，没有入流。水源主要用来模拟流域模型的边界条件。（7）洼地洼地具有一个以上的入流，没有出流。将入流迭加后得到进入洼地的总水量。2.2.4.3系统构建基于小流域划分成果，根据各小流域、河段以及节点等元素间的拓扑关系和水力联系，明确上下游逻

52、辑关系及模型方法，构建建模框图。对于任何一个自然水系，必须构建从上游到下游完整的分析系统，能够开展上游各节点洪水分析以及沿河现有水文站节点分析。2.2.5、模型参数率定要求在提供实时水文分析系统的同时，必须提供一套模型参数率定系统，两套系统的内部计算模块应该完全相同。模型参数率定系统要包括自动率定和手工率定两个子模块。模型参数率定包括对产流模块中的参数以及汇流计算模块中的参数的率定。在利用现有水文站实测历史资料率定模型参数时，必须提供率定期和检验期的计算结果图、表及结果统计分析。对于有地区分布特性的模型参数，要对率定后的结果进行区域分析，分析出地区分布规律。2.2.6、模型检验要求采用现有水文

53、站节点分析成果开展分析模型检验和评定；（2）利用试运行期和系统质量保证期实际发生的洪水进行模型检验，并进一步开展模型参数修正完善。3、软件测试要求制定详细的系统测试方案，内容包括所有软硬件系统以及这些系统的测试方法和测试准则。系统测试主要测试整个系统在各种典型的最不利的状态下的运行情况，以证明系统在所有部分的性能参数、效率指标和其它方面达到技术要求的规定值，保证所有功能实现，运行无故障且满足技术要求。（1）根据软件的操作手册，运行并测试软件的所有功能；（2）模块调试测试应根据设计要求测试系统中所有逻辑功能模块；（3）软件系统的集成调试测试要求将所有子系统装配起来后进行测试，要求使用实际数据和具

54、体边界数据测试系统功能的实现情况，同时检验系统的集成效果；（4）完成系统与外部接口的验收测试； （5）数据准确性的测试和验收；（6）网络和软件系统的安全性测试；（7）所有必要的检错、调整和重复测试；4、培训及服务支持要求4.1、培训要求开展对省、市、县各级工作人员的系统软件使用培训，使受训人员掌握相关技术要求，熟悉软件操作和独立掌握软件系统的配置、故障诊断、维护管理等技术，确保软件系统正常运行。培训工作由中标人负责，包括教材、培训场地和相关培训设备等。中标人必须安排项目建设单位认可的具有相关专业资格或者实际工作经验的教师和相应辅导人员进行培训，每单位培训不少于2人，培训时间不少于2个工作日。在

55、培训前，中标人应制定详细培训方案，内容包括培训目的、培训时间安排、人数、次数、教材编写（列出培训教材基本内容）、培训课程（包括课程介绍）、培训师资情况（包括教师简历）、培训组织方式等，招标人有权对中标人提出的培训方案和培训计划进行选择和调整。4.2、服务支持要求 本项目要求在软件系统开发完成并安装部署后，经过1年或1个汛期的试运行，进行竣工验收，竣工验收后进入2年的质保期。为确保专业化的技术服务，本项目要求在质保期后增加至少3年的技术支持期。在质保期与技术支持期内，中标人需提供电话咨询、远程维护、现场支持等多种方式；同时，在技术支持期内，中标方需派人员进行简单的项目持续开发与维护，派驻人员需具

56、有本项目持续开发能力，满足招标人要求的技术水平。五、无线预警广播设备采购与安装工程技术规格要求无线预警广播设备要求采用GSM/ GPRS /PSTN公网通讯，能够接收本地语音及公网传送语音信号，并具有控制、播出和音频放大功能。（一）主要功能要求1、通讯要求（1） 设备需支持授权GSM/PSTN号远程呼入广播（GSM公用通信网为主信道，PSTN公用电话通信网为备用信道），具有GPRS数据通信功能。（2） 设备需具备短信文字转语音广播功能（字数不少于500字, 短信语音播报流畅、支持常用多音字），能将手机直接发送的短信或者短信平台发送的短信转化为语音播出，并能实现短信语音的重复播放199次。2、

57、音频要求（1）音源：具有1路本地麦克风输入和1路线路输入，至少2路本地功放输出广播功能；（2）设备需具有MP3播放和本地一键报警功能，具有USB或SD卡接口，能实现预存预警录音的自动播放。（3）设备需具有FM调频（87-108MHz频段）广播接收播放功能，并能实现远程设置广播频段。（4）设备需内置监听喇叭，实现预警信息的室内监听。（5）音频输出功率100W，能同时驱动250W或者425W高音号角喇叭。无语音信号输入情况下，系统自动进入省电模式。1、 供电要求（1）采用AC/DC双电源供电方式，实现交流电和内置储能电池在线切换，外接耐宽电压160V270V自恢复用电保护。（2）设备在交流断电情况

58、下内置储能电池至少可待机3天，持续广播供电30分钟以上，在没有语音输入的情况下，自动进入省电状态。（3）平时处于低功耗值守状态，值守功耗不大于1W，当收到短信、手机、固定电话等授权控制信号后自动开启功放电路进行信息发布；2、 性能要求（1）具有远程配置管理功能：通过短信及GPRS方式设置管理号码、授权号码，操作简单，管理号码和授权号码共可设置10个以上，拨入号码在通过DTMP双音频呼入密码认证后才能直接进行广播。（2）设备需具有播放优先级：每种方式能够独立播放，遇到播放碰撞依据优先级进行切换,自动完成所有播放任务；优先级排序为：紧急报警（本地手动报警按钮）、话筒、电话、短信、MP3。（3）需具有多重保护功能：喇叭冲击、输出过载、输入信号过大、负载短路、内置防雷保护模块、接地端口等，具有防潮、防霉、防虫