2020年長江流域性大洪水中水文測報的實踐與啟示

程海云

摘 要：2020年，長江流域發生了僅次于1954年、1998年流域性大洪水，洪水水位高、持續時間長，在洪水防御中，水文測報體系經受了全面檢驗，水文測報工作發揮了重要作用。本文梳理長江委水文局現有的水文監測和預報體系建設情況，回顧水文測報在2020年長江流域防汛抗洪工作中發揮的作用，并總結經驗、啟示。

關鍵詞：水文測報;預報調度一體化;2020年洪水

中圖法分類號：TV213.4? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ?DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2020.0401

2020年汛期，長江流域干流接連發生5次編號洪水。長江中下游干流監利至大通江段洪峰水位居實測記錄以來的第2～5位，長江上游發生特大洪水，長江委水文局密切關注汛情發展，科學開展水文測報，為長江防洪決策提供強力支撐，為應對2020年流域性大洪水發揮了重要作用。

1? 長江水文測報體系

近年來，長江委水文監測與預報技術取得長足進步，現已形成布局合理、功能齊全的水文監測網絡，成熟、先進的水文監測及洪水預報業務體系，并經受了近年來大洪水的考驗。

1.1? ? 監測體系建設

在監測體系方面，逐漸形成了水文要素感知立體化、監測自動化以及數據處理信息化的水文監測體系。

（1）較為完善的空天地水雨情立體感知體系

不斷優化監測站網布局，在重慶、漢口、南京、上海等地設立了8個外業勘測局，負責水文監測業務的具體實施，多年來在長江干流及重要支流已建成較完備的監測站網，實時監測長江水雨情。同時，與流域內各省市水文部門、氣象部門、水庫管理單位互聯互通，信息共享。目前，長江流域已初步建立集衛星、雷達、水文報汛站、氣象站、水利工程站等空天地于一體的流域全覆蓋水雨情立體感知體系。

截至2019年底，長江委水文局在長江干流和重要支流布設了117個國家基本水文站，共享水雨情報汛站點達3萬多個，為流域防汛提供實時的水情信息和準確的預報信息。

（2）自動化程度較高的實時監測體系

水位、雨量、水溫、蒸發等觀測要素已全部實現自動采集、存貯、傳輸。泥沙測驗實現了光學、聲學等快速和在線監測。流量測驗方面，渡河能力顯著增強，由過去的水文測船、水文纜道，增加了無人船、無人機等多種可選手段;測驗手段提檔升級，由過去主要采用流速儀法、浮標法，轉變為聲學多普勒測流、聲學時差法測流、視覺影像測流、掃描式雷達測流、單點雷達測流等各類聲光電手段，自動化水平顯著提高。

（3）信息化水平較高的水文數據處理體系

建成了全國通用的水文資料整編平臺，實現了分布式網絡整編，水文資料整編實現了“日清月結”。近年來，隨著人工智能、大數據技術的逐步應用，水文監測的智能化水平正出現跨越性發展，致力于機器學習、深度學習與傳統業務的深度融合。

1.2? ? 預報體系建設

堅持“水文氣象相結合，短、中、長期預報相結合，生產和科研相結合”的技術路線，著力構建高效實用的洪水預報業務體系。

（1）充分運用先進的氣象預報技術

加強對定量降水數值預報技術的應用研究，自主引進WRF中尺度模型、RegCM4區域氣候模型等，投入實時預報應用;接收和再加工應用氣象衛星、測雨雷達等監測信息，以及當前國內外最先進的數值預報模式等預報產品，實現長江流域按不同水系分區定量降水預報業務化，預見期涵蓋短中期（1～7天）、延伸期（8～20天）以及長期（月、季和年）等不同時間尺度。

（2）充分運用先進的水文預報技術

應用當前國內外先進的水文技術，構建包括近1 000套預報調度方案、并運用于干支流主要水庫的實時調度，形成了耦合41座控制性水庫、42座蓄滯洪區、34個沿江主要控制站的全流域預報調度一體化模型，具備較為完善的汛情監視、洪水預報、水庫調度分析等功能。目前，長江流域已經建成了一整套適合流域暴雨洪水特性的基于水文氣象耦合、短中長期預報相結合、多模型并行計算、與水庫群調度一體化的洪水預報方案。

（3）構建穩定高效的水情信息預報預警平臺

基于長江流域水文信息化建設，建成了一系列穩定、高效的專業化預報、預警平臺，如長江防洪預報調度系統、長江水情APP等，實現了遠程預報、預警信息發布和公眾訂閱等，解決了受辦公場地限制等問題，既提高了工作效率，也提高了為社會公眾服務水平。長江防洪預報調度系統已成為水旱災害防御、水資源綜合利用等業務的核心支撐系統，該系統綜合了實時監視、防洪形勢分析、氣象信息、預報調度、會商匯報等功能。

1.3? ? 支撐體系建設

推行ISO質量管理體系，進一步確保水文監測預報成果質量。在汛前準備、方案預案、技術交底、優化水文測驗作業流程的基礎上，對水文測驗產品實現過程的嚴格控制，確保水文測驗產品質量。在科學分析、優化預報作業流程的基礎上，采用生產效率最高的預報作業節點控制方法，實現日常預報作業節點控制流程化，并對預報作業、預報會商分析及預報校核、簽發、發布等預報產品實現過程的嚴格控制，確保預報產品質量。

1.4? ? 水文測報能力提升

圍繞“補短板、強監管、優服務”的主線，著力提升水文現代化水平，主要通過“一站一策”計劃和智慧水文建設，提高業務支撐能力。

制定“一站一策”工作方案，完成基礎特性分析、新技術調研，開展站容站貌整頓、設備設施規范化標識等工作。打造樣板“分中心”，部分信息化管理平臺初步建成，漢口站成為全國首個5G網絡服務的水文站點;啟動三堆子、北碚、徐六涇、白河等一批示范站建設，推進基礎設施能力提升和標準化工作。推進信息化建設，全新研發的“長江水文資料在線整編平臺”，已實現部分水文測站基本水文資料的在線整編、審查和匯編，水文資料在線整編系統納入水利部先行先試項目。廣泛開展在線測流、測沙新技術比測研究。長江水文監測智能系統（一期）建設和移動端APP升級工作穩步推進，部分實現水位、雨量、流量、泥沙等項目從測驗到整編全業務鏈的數字化。

2? 流域性大洪水中的實踐與經驗

在應對2020年長江流域性大洪水的監測預報預警過程中，得益于水文監測、預報預警技術體系的創新發展和測報能力提升，長江委水文局扎實開展汛前技術準備，科學實施水文測報預警，有效支撐了長江流域防汛工作。

2.1? ?扎實作好各項備汛準備

超前謀劃、提前部署。針對疫情防控特殊情況，提前謀劃，做好汛前準備工作。按照“一局一策”“一項一策”原則，統籌安排，分項實施，分片督導，積極備汛。通過郵寄轉送、委托等多種方式送檢儀器設備，合理安排室內外作業，超常規開展汛前準備。創新汛檢方式，采用“自查上報、實地抽查、交叉互查”等工作模式，通過信息化手段和實地查看相結合的方式，按時保質完成汛前檢查和整改。

扎實開展應急演練，把握防汛主動權。承擔了水利部組織的1954年洪水推演工作，構建全流域預報一體化模型，完成水文氣象預報、調度方案分析制作、會商匯報等全過程推演工作。組織開展20余次防汛測報實戰演練，為迎戰流域性大洪水做好技術準備。

2.2? ?提供準確及時的水文監測數據

在長時間、高強度的防汛測報中，制定嚴密的監測方案和應急監測預案。高洪期間，充分應用先進儀器設備開展高洪監測，并根據需要加密測次。積極開展在線整編系統研發，實現了測次智能推薦、場次洪水智能分析，提高資料合理性檢查的時效。在防汛緊要關頭，及時補充強化一線力量，確保了高洪水文數據及時收集、及時傳輸，做到了“測得到、測得準、報得出、報得及時”。

2.3? ?提供精準預報支撐防洪調度決策

密切關注水雨情發展，精準預報分析，及時發布預警，滾動制作調度方案，為防汛會商和水工程聯合調度提供了有力的技術支持。在長江4、5號洪水期間，提前6天預報發生4號洪水，提前7天預報發生5號洪水，三峽入庫洪峰流量預報誤差僅3.3%、1.3%。提前2～5天預報中下游各站超警時間，提前2～4天預報蓮花塘站超保時間，蓮花塘站的洪峰水位誤差在0.01～0.07m。經過長江上中游水庫群聯合攔蓄，有效降低川渝江段最高水位約3m，降低宜昌至沙市江段最高水位3～3.6m，降低城陵磯至漢口江段最高水位0.9～1.5m，降低九江至大通江段最高水位0.3～0.5m。

2.4? ?面向社會提供信息服務

創新信息發布手段，豐富信息服務內容，面向社會及時提供信息服務。據統計，2020年轉發的水情信息約3 270萬份，共享各類水雨情分析材料1 120余期，發布水情預報5 500余次。汛期發布洪水預警35次（其中紅色預警4次），發布8次編號洪水。推送水雨情實況、水雨情分析等短信5萬余條，推送熱點水情APP、微信公眾號36期，累計閱讀量約32萬人次，為防洪、水資源管理及社會公眾服務等提供更加有力的信息支撐。

3? 啟示與展望

長江水文是流域經濟社會發展和治江工作的基礎與支撐，面臨新形勢新任務，要立足新發展階段，踐行新發展理念，融入新發展格局，不斷提升水文能力，不斷拓展水文服務，支撐經濟社會高質量發展。

3.1? ?強化專業領域，提升水文支撐服務能力

一是進一步健全完善水文站網布局和功能。在長江河口及重要支流空白區水文測站，行政區界、重要引調水口門補充完善水資源監測站;在長江干流、重要支流及長江口區等敏感水域完善補充水生態監測站網。二是進一步提升水文監測能力。重點在流量、泥沙在線監測、視頻監控等方面進行提檔升級，在水文測站管理薄弱區域增設巡測基地，針對堰塞湖、河道崩岸、分洪潰口、水污染等不同類型的突發事件，加強水文應急監測能力建設。完善長江流域水質監測能力，進一步強化水生態水環境監測能力。

3.2? ?提升智能化水平，創新水文信息服務方式

隨著新信息技術快速發展，服務需求不斷提高。為適應服務的新需求，著手開展水文水資源監測預報預警一體化平臺建設，實現監控管理、大數據分析、智能應用為一體，增強信息共享、集成應用、業務協同能力，提升業務分析決策智能化水平。重點整合信息資源，構建“一數一源、一點更新、統一管理、授權使用”的信息資源組織格局，創新水文信息服務方式，建立基于新一代信息技術的業務協同應用。積極探索巡測條件下基于智能物聯網新技術的測站現代管理模式。組建智慧流域聯合實驗室，作為對外戰略合作的重要抓手。以列入水利部“智慧水利”先行先試推廣項目為依托，以“產品化”開發理念為牽引，在水文測驗管理、在站整編、水情報汛與服務、相應流量報汛、預報調度一體化等優勢領域打造一批定型產品，進一步推進智慧水文信息服務建設。

3.3? ?拓展服務范圍，促進行業發展

圍繞水環境、水生態、水資源、水安全和水文化保護、治理、建設以及長江經濟帶發展、長三角一體化等國家戰略實施的新需求，積極拓展服務領域。加強水文水資源全要素動態監測，深化水文數據處理加工，豐富水文服務產品，進一步提升水文服務水平和服務品質，主動有為，積極作為，為流域經濟社會發展、新發展格局構建提供支撐。