紅水河流域洪水預報調度預警一體化技術

唐 崗

（廣西水利電力勘測設計研究院有限責任公司，南寧 530023）

1 項目背景

廣西通過2010-2015年縣級山洪災害防治非工程措施項目的實施，山洪災害調查評價成果豐富，成績斐然，在當前廣西山洪災害預警工作中發揮了重要的作用。基本建成了覆蓋全區山洪災害易發區的監測預警系統和群測群防體系，在近年來的防御山洪災害工作中發揮了顯著的防洪減災效益，有效減少了山洪災害造成的人員傷亡和財產損失。但廣西山洪災害調查主要是針對受山洪影響的區域，對于受大江大河洪水影響或受沿江梯級電站調度影響的區域具有一定的局限性。因此，現有的山洪災害調查評價和山洪災害預警體系滿足不了相關防汛部門對于沿江大范圍區域的洪水聯合調度和聯合預警的迫切需求。如何基于現有的山洪災害平臺進行調查評價成果的集成、挖掘分析和拓展應用，對支撐沿江大范圍區域的洪水聯合調度和聯合預警具有十分重要的意義。

歷經了多年建設，紅水河沿江各縣已初步建立了山洪災害防治非工程措施體系；依托廣西已建預警預報系統，基本滿足洪水預警預報的要求，防洪減災社會效益顯著，同時，紅水河干流沿岸在洪水預警預報及調度對紅水河流域山洪災害防治調查評價成果應用提出了更高的要求。目前，如何將山洪災害防治調查評價成果集成、挖掘分析和拓展應用，在洪水預報、洪水模擬、預警方案和流域洪水預報調度預警一體化建設等方面仍面臨諸多亟待解決的科學問題和工程技術難題，是紅水河流域乃至整個廣西水利事業面臨的重大課題。

2 總體思路

在流域洪水預報調度預警一體化方面，借助信息化的技術手段，在整合、集成已建系統的基礎上，建設紅水河流域預警預報系統，補充完善信息匯集、數據共享、模型計算、數據服務、運行環境等功能，發揮系統在預警預報和調度決策中的輔助支撐作用。作為紅水河流域防洪減災的重要支撐，洪水預警預報系統可有效提高流域洪災防治的快速會商、快速決策和快速響應能力，實現對洪災信息的統一管理，統一指揮，以水利信息化帶動水利現代化。針對流域洪水預報調度預警一體化需求，提出紅水河流域預報調度預警一體化管理平臺系統，可為紅水河流域洪水預報調度預警管理提供技術支撐。

3 平臺技術

目前，國內外同類技術研究成果系統功能單一，無法實現共享及聯動。而紅水河流域洪水預報調度預警一體化平臺技術基于廣西山洪災害支撐預警平臺，以紅水河流域為對象，創新集成廣西山洪災害調查評價成果，以流域降雨預報分析、流域洪水預報、水庫群聯合防洪調度、洪水河道演進等專業模型為核心，完善紅水河流域防洪調度系統，建立資源融合、智能預報、智慧調度、影響分析、效果評價一體化的智慧調度平臺和可視化推演體系，實現流域從降水分析→防洪分析→調度決策→決策評估等環節的全過程管理，提升流域防洪聯動、綜合調度會商的能力。紅水河流域洪水預報調度預警一體化平臺技術居于國際領先水平。

3.1 平臺技術方案

紅水河流域內涉及梯級水庫規模大、關聯區域多、流域水系復雜，為滿足防洪調度系統集成便捷、部署靈活、應用高效、運行穩定、維護簡易等客觀需求，以現行水利行業的標準規范體系和信息安全機制為保障，以山洪平臺水利業務信息的交互、共享與發布為基礎，將防洪調度系統劃分為包括數據層、模型應用層、功能層、用戶層在內的四層系統架構，實現數據管理、調度運行、會商決策等業務目標的應用場景支撐。紅水河流域洪水預報調度預警一體化平臺技術框架見圖1。

圖1 紅水河流域洪水預報調度預警一體化平臺技術框架圖

3.2 技術創新點

（1）將流域降雨預報分析、流域洪水預報、水庫群聯合防洪調度、洪水河道演進、水庫防洪調度以及流域預警管理功能有機結合，將紅水河流域從降水分析→防洪分析→調度決策→決策評估等全部業務流程有機整合，建立資源融合、智能預報、智慧調度、影響分析、效果評價一體化的智慧調度平臺。

（2）集成山洪系統中的實時水雨情數據、防汛通訊錄、水庫工情等數據，并根據系統功能需要建立防洪調度專題數據庫，為流域洪水預報、水庫群聯合防洪調度、洪水河道演進等專業模型提供支持。

（3）依據流域防洪調度的效益與風險評價指標體系，定性、定量評估所選時間段內各方案對紅水河流域防洪調度產生的總體效益、面臨的防汛風險，以及調度次數統計等，為防汛調度管理人員提供視角全面、成果直觀、形式豐富的決策參考依據。

3.3 平臺集成應用

系統平臺根據需要統一的紅水河流域的水雨情、水庫工情及Mike 計算服務要求，采用自治區統一部署，各市縣集成使用的方式。系統需要部署的內容包括mike 計算服務、業務數據庫、web 服務及后臺服務（見圖2）。

4 推廣應用情況

2019 年3 月起利用項目成果開展紅水河流域洪水預報預警及水庫防汛調度，據初步統計，在2019年汛期，紅水河流域減淹耕地15.75萬畝，避免糧食減收37.2萬t，減免受災人口25.7萬人次，避免了城市（縣）進水15 座次，避免了紅水河流域內鐵路、公路、電站和沿岸鄉鎮等一批重要交通設施、重要設備和城鎮受淹。

根據洪澇災害統計報表2019 年防洪減災效益統計數據，按《已成防洪工程經濟效益分析計算及評價規范》（SL206-98）及《防洪減災效益計算辦法（試行）》等進行計算和統計，2019 年紅水河流域防洪效益約為8756萬元。

圖2 紅水河流域洪水預報調度預警一體化平臺集成應用

紅水河流域洪水預報調度預警一體化平臺的建設，提升了流域洪水預報預警的信息化水平，為其它流域同類項目提供了一個很好的模式，有效促進了我區水利信息化、智慧化發展。