洪涝灾害的防治一直是我国水利工程管理的重点和难点,非工程措施在洪涝灾害防治中所起的作用越来越大。随着计算机、通信技术的发展,结合遥控、传感器设备的水情监测系统在我国的众多流域得到很好的应用,通过降雨量、水位等要素数据的自动采集、处理、存储和预报,为流域的防洪管理提供帮助。新疆头屯河的水情监测系统建设运行了近十年,由于流域控制面积较大,河道地形复杂,监测难度相应较大。初期建设由于资金等条件的制约,无法一次建成一套覆盖全面、技术先进的水情监测系统。已建成的监测系统存在覆盖范围较小,管理水平不高,对洪水的预报准确性不够可靠等问题,因此迫切需要对水情监测系统进行改造,提高其对流域洪水预测的准确性,进而实现流域水库的科学调度,提高流域水资源管理水平,增加流域的社会经济效益。本文首先介绍了研究背景及研究意义,国内外研究现状,研究内容方法和研究的技术路线。其次对头屯河流域水情自动测报系统现状进行了调查分析研究,找出存在的问题,结合流域雨量站的布设要求,以及单位的技术资金情况,提出符合实际、经济耐用的总体改造设计方案,新增6个雨量自动站,改造8个水位站,加强了头屯河流域水雨情站网的密集度;对新增站点和原有水情监测系统的兼容进行了分析;对系统通信方式进行了比较,选择超短波作为主信道,GSM和北斗卫星作为备用信道的通讯方式以满足设计要求。最后运用SPSS软件对雨量径流资料进行了回归分析;运用小波分析对月、旬径流资料进行分析整理,用BP神经网络模型对径流资料进行预测,预测精度较高,为头屯河水库的防洪调度,合理安排灌溉供水、生产计划提供可靠依据。