智慧防洪预报调度
Flood control forecast dispatch
今年7月底以来,受台风“杜苏芮”影响,京津冀地区遭遇了罕见的暴雨洪水,严重的洪水灾害不仅考验着各中小河流与城市洪涝风险的应对能力,也挑战着大流域系统性防御工程的调度能力。
政府部门历来高度重视水利现代化建设,无论是2021年《十四五规划》中明确提出的:构建智慧水利体系,以流域为单元提升水情测报和智能调度能力,还是2022年《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》中提到的:在重点防洪地区实现“四预”(预报、预警、预演、预案),在跨流域重大引调水工程、跨省重点河湖基本实现水资源管理与调配“四预”,都着重强调了预测预报与智能调度是构建智慧水利体系的重要内容。
邻盛防洪预报调度解决方案旨在建立一个集洪水风险实时分析、资源预案管理、模拟仿真于一体的全流程可视化、数字化的防洪调度系统,实现快速、准确的预报洪峰到达的时间,有计划地实时疏导洪水,以达到防洪效果。
01 感知风险
降雨与洪水预报
降雨与洪水预报是开展防洪调度的基础,其预报误差是影响调度决策风险的关键因素。预报系统主要包括降雨量预报、洪水预报、预报评估、流域产汇流计算、洪水演进计算与预报、预报成果管理与展示等功能。通过多种算法进行机器学习和数据挖掘,提升预报精确度算法,尽可能降低预报误差。
01
降雨预报
可采用当地水利厅或气象部门发布的天气预报或卫星云图、全球集合预报系统等进行短期和中长期降水预报,有效预测未来一段时间内的降雨强度、分布和持续时间等。
02
洪水预报
根据防洪调度需求,建立洪水预报模型及短期来水预报模型,预报水库及关联流域主要水文站在未来24小时、48小时、72小时等不同时间节点的水情状况。基于初始预报成果或多模型方案预报成果进行交互分析,并融合智能模型校正以及专家实时修正,整合优选发布当次洪水过程的预报结果。
02 透视数据
洪水风险监测分析
在数据采集、分析过滤、调洪演算、水力学模型、水量平衡算法等大量基础数据与算法的支撑下,对上下游洪水演变过程进行计算,形成详细准确的过程数据。
基于洪水风险实时分析系统,实现实时洪水/历史与设计洪水/洪水结果展示、洪水影响分析、避险转移分析、静态洪水风险图管理、系统管理等功能,结合洪水预报结果对重要工程进行防洪调度。
03 决策调度
智能算法模型应用
“
防洪调度模型
在给定水情条件(预报水情或历史典型水情)下,按照拟定的水库调度方案(水库设计规则方案、上级指令方案或自拟方案)计算分析水库的调洪效果,包括水库的出入库流量、库水位与库容变化过程,水库区河道各断面水位和流量,以及下游河道主要水文站的流量过程。
“
洪灾损失评估模型
结合防洪保护对象,利用地形与水文资料,基于设计、历史实测、实时监测和模型预测的降雨场景,驱动模型计算,建立库区一维水动力学模型与防护区二维水动力学模型以及洪灾损失评估模型,评价河道的行洪能力,获得不同降雨情况下洪水灾害的淹没范围、淹没时间和淹没洪水深度和洪水灾害的演变过程,以及淹没对应的社会经济损失等信息。
“
动态库容调洪演算
在水利枢纽实际调度运行过程中,静态库容调洪所计算出的洪水水位与现实情况有较大差距,无法达到精准防洪调度的目的,这时就需要发挥动库容防洪调度的重要作用。动库容调洪即根据水库的库容特性和洪水过程的预测,进行合理的水库调度,从而减轻洪水灾害对下游地区的影响,保护人民生命财产安全。
04 应用价值
01 实现精准预警预测
通过监测降雨、河道流量等数据,结合气象预报模型和水文模型,对未来一段时间内可能发生的洪水进行预测和预警,提前采取防范措施。
02 优化水库和河流调度
通过合理的水库调度,有效地控制水库蓄水量,尽可能保持河流的安全水位,减少洪流对下游地区的影响,保障人民生命财产安全。
03 提高决策和应急能力
通过先进的算法和模型,更加准确地分析洪水情况,提高防洪调度的效率和精确度,为相关部门制定洪水管理和防灾减灾策略提供科学依据。