"数字黄河"工程建设推动黄河水利现代化进程

“数字黄河“是“原型黄河“的虚拟对照体,是借助信息技术等现代化手段采集基础数据,对全流域及相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境.“数字黄河“工程从2001年开始建设,2003年4月水利部正式批复了“数字黄河“规划.在总体规划下,黄委明确了“数字黄河“工程的近期目标,并对各个组成部分进行科学全面的总体设计,明确了工程建设方法与步骤.目前,“数字黄河“工程蓝图绘就,框架体系基本建成,六大业务应用系统建设取得可喜的进展,在黄河治理开发中已初见成效.     

数字黄河的概念框架和关键技术

论述“数字黄河”的概念，给出“数字黄河”工程的框架，简述了建设“数字黄河”的关键技术。     

建设“数字黄河”工程

“数字黄河”工程是借助全数字摄影测量，遥测，遥感（RS）、地理信息系统（GIS），全球定位系统（GPS）等现代化手段及传统手段采集基础数据，通过微波，超短波，光缆，卫星等快捷传输方式，对黄河流域及其相关地区的自然，经济，社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境。在这一平台和环境中，以功能强大的系统软件与数学模型对黄河治理开发和管理的各种方案进行模拟，分析和研究，并在可视化的条件下提供决策支持，增强决策的科学性和预见性。建设“数字黄河”工程，是实现黄河治理开发和管理现代化的关键途径，包括数据采集，数据传输，数据存储及处理，数学模拟和决策支持5个环节，以及防汛减灾，水量调度，水质监控，水土流失治理与监测，水利工程运行与管理，电子政务，黄河网等7方面的内容。“数字黄河”工程的基础平台包括通信网络，计算机网络和基础数据库。要保证“数字黄河”工程的顺利实施，必须统一组织，做好规划，确保投入，应用牵引。     

对"数字黄河"工程基建前期工作的认识

《“数字黄河”工程规划》是指导治黄信息化建设的基本依据。由于“数字黄河”工程复杂而庞大，因此如何开展好“数字黄河”工程的基建前期工作是规划实施的首要环节。通过分析以往信息化建设情况，结合治黄前期工作的特点和要求，提出“数字黄河”工程基建前期工作应采取统一安排、突出重点、加强技术论证、重要项目先试点后推广等措施。     

浅谈"数字黄河"工程项目验收

“数字黄河”工程复杂而庞大,其项目验收工作是项目实施建设的重要阶段。通过分析“数字黄河”工程项目验收类型,结合“数字黄河”工程验收实施经历,提出了“数字黄河”工程验收工作有关验收依据、职责、工程质量检测和遗留问题处理等关键环节的处理措施。     

"数字黄河"工程标准体系建设

“数字黄河”工程标准体系建设，就是在国家及水利行业相关标准体系的指导下，参照相关国际标准和先进技术标准，结合“数字黄河”工程建设的实际需要，形成适应“数字黄河”工程建设的标准体系，以规范和指导“数字黄河”工程的建设。“数字黄河”工程标准主要由术语、信息分类和编码、规划设计、信息采集、信息传输与交换、信息存储、信息处理、管理、安全、地理信息等10类标准组成。在“数字黄河”工程标准体系建设过程中，要加强标准体系的管理、加快标准的研制进程、加大标准的执行力度、制定与标准实施相配套的政策。     

"模型黄河"工程建设的作用与效益

“模型黄河”工程建设是实现维持黄河健康生命体系的重要手段。借助于“模型黄河”工程，不仅能够深化对黄河规律的认识，提高治黄的科技含量，使黄河水利工程投资更加经济、合理，为“数字黄河”工程提供物理参数，而且可增强社会对黄河治理的参与性，集中国内外的智慧来建设黄河，最终实现“维持黄河的健康生命”。     

黄河GPS网是建设“数字黄河”工程的重要基础

目前，黄河流域的基础数据都是过去不同时期采用不同的技术手段和标准取得的。用这样的数据建立工程基础数据库将不能准确地表现自然黄河要素的空间几何关系和原貌，也会使以后工程运行中数据更新产生巨大的障碍。因此，需要建立与完善GPS控制网对原数据进行整合处理，保证“数字黄河”工程的空间基础数据完整统一、数据质量精密。通过阐述GPS在“数字黄河”中的基础作用，对建立与完善黄河GPS网的必要性及可行性进行了分析。     

黄河数学模拟系统建设规划

为推动“数字黄河”工程深度发展,开展“数字黄河”工程黄河数学模拟系统建设规划,明确“十二五”期间黄河数学模拟系统建设目标与原则,设计模拟系统总体结构,提出面向防汛减灾、水资源管理与调度、水资源保护、水土保持、流域规划等业务亟待建设的模型及集成实现工作,明确支撑系统的模型不确定性及评价、复杂数据高效存取及其仿真可视化、协调大尺度和跨学科模型集成及云服务、卡尔曼滤波法和三维／四维变分同化,以及水循环及其多物质输移过程模拟等关键技术。     

黄河防洪工程安全监测浅谈

对黄河防洪工程进行安全监测是确保黄河堤防安全、实现“四个不”战略目标的重要保证，同时也是“数字黄河”的重要组成部分。黄河通信网的更新和改造以及黄河防洪减灾计算机网络系统的初步建成和多个数据库的建设为安全监测奠定了基础。黄河防洪工程安全监测包括堤防工程，河道工程，水闸式程和其他工程管理项目的监测，主要由基础数据采集、数据传输、数据整理存储和在线分析处理四部分组成。     

建设"三条黄河"

为做到“堤防不决口,河道不断流,水质不超标,河床不抬高”,实现黄河长治久安,新时期的黄河治理开发和管理应着力建设“三条黄河”,即“原型黄河”,“数字黄河”和模型黄河”。“原型黄河”指现实中的黄河;“数字黄河”是“原型黄河”的虚拟对照体,“模型黄河”是按一定比例缩小的“原型黄河”。“三条黄河”的建设相互关联,互为作用,要建设“三条黄河”,必须搞好规划,引进技术,培养人才。     

"模型黄河"工程规划项目综述

为推进治黄现代化进程,黄河水利委员会党组提出了加大治黄科技含量,着力建设“原型黄河”、“数字黄河”和“模型黄河”的科学治黄新理念。通过“模型黄河”工程建设,可以直观地再现“原型黄河”,从而利用实体模拟的方法对黄河的基本规律和治理方案加以研究,并可为“数字黄河”工程建设提供物理参数。“模型黄河”工程建设是一个复杂庞大的系统工程,为使“模型黄河”工程建设作到科学、合理,遵循“立足黄委、多方参与、专家咨询”的原则,编制了《“模型黄河”工程规划》。该规划是在广泛、细致调研的基础上,依据新世纪黄河治理开发与管理的重大需求编制完成的,具有科学性和可操作性,是我国第一部由流域机构制定并得到水利部批复的系统的实体模型建设规划。“模型黄河”工程体系由实体模型系统、测控系统和试验基地等基础设施所组成;其中,模型系统是“模型黄河”工程体系最重要的核心组成部分。在今后《“模型黄河”工程规划》的实施过程中,应制定合理的实施计划,建立完善的运行管理制度,建立信息资源成果共享制度,加强基础研究,加强计量认证体系和模型试验标准化体系建设。     

建设“模型黄河”工程

“物理模型黄河”（简称“模型黄河”）可对“原型黄河”所反映的自然现象进行反演，模拟和试验，从而提示其内在的自然规律。一方面直接为“原型黄河”提供治理开发方案，中一方面为“数字黄河”工程建设提供物理参数，同时，“模型黄河”还应成为“数字黄河”运行结果中试环节。“模型黄河”工程体系包括黄土高原模型，水库模型，河道模型及河口模型，要保证“模型黄河”工程的建设及正常运行，必须做好工程的总体设计，建立稳定的投资渠道，树立科学的决策意识，培养和造就一流的科研人才队伍。     

建立黄河数学模拟系统

“数字黄河”工程经过5年的建设,在数据采集、数据传输、数据存储和数据处理方面取得了长足的进步,数学模拟系统建设将是今后5～10年努力的方向。黄河数学模拟系统建设要围绕黄土高原土壤侵蚀模型、水库调度模型、黄河下游河道水沙演进模型、河口模型、水质预警预报模型、宁蒙河段冰凌预报模型六大模型系统开展。要充分认识黄河数学模拟系统建设的长期性和复杂性,持之以恒地进行黄河数学模拟系统建设。     

"数字黄河"工程计算机网络系统建设

“数字黄河”工程的建设需要完善的信息基础设施平台支持，计算机网络系统是信息基础设施平台的重要组成部分。通过建设和完善黄河计算机网络系统的广域网、局域网、网络安全保障体系等方面的内容，并合理规划黄河计算机网络系统的互联方案，必将会建成一个高速互联的宽带计算机网络，从而更好地为“数字黄河”工程建设服务。     

黄河水量调度管理系统应急实施方案建设

黄河水量调度应急实施方案建设项目包括：信息采集系统、总调度中心、决策支持系统。数字黄河工程“一期工程”实现的主要功能有：数据接收处理；实时监视；远程监控、监测、监视；自动报警、信息查询和发布；方案生成和虚拟仿真。通过这些系统建设并发挥作用，极大地改善了黄河水量调度的手段，使“数字黄河”工程从蓝图走向现实。     

"数字黄河"工程建设的重要作用

在对“数字黄河”工程建设如何提高黄河防洪减灾、水资源开发利用与保护、水土保持生态环境监测、水利工程建设与管理等方面的现代化水平进行分析的基础上，指出了“数字黄河”工程具有提高快速反应能力、增强决策的科学性和准确性、实现信息资源的高度共享、提高水行政工作质量和效率以及增强社会参与等重要作用，它的建设将产生巨大的社会效益和经济效益。     

"数字黄河"之基础工作

“数字黄河”的基础工作主要是：数字水、数字河道、管理全面信息化，做好这些基础工作才能为“数字黄河”工程的实施打下良好的基础。     

"数字黄河"工程建设的必要性与可行性

建设“数字黄河”工程是我国水利信息化建设的要求。“数字黄河”工程的实施,将对黄河治理开发与管理的数据资源进行统一规划和建设,使管理与决策能够建立在丰富、全面的信息基础上,增强对流域宏观把握的能力,从而提高管理与决策的时效性和科学性。当前,信息技术飞速发展,黄委的信息化工作虽然已经有了一定的基础,但是应用的广度和深度还很不够,防汛减灾、水土保持、水量调度和工程建设与管理等部门都已在自己的业务工作中明确提出了对这些技术的迫切需求和应用设想。因此,建设“数字黄河”工程是实现黄河治理开发与管理现代化的关键措施和必由之路,不仅十分必要,而且非常迫切。     

黄河水资源保护监控中心建设

黄河水资源保护监控中心是“数字黄河”工程中一项重要的建设内容，涉及到计算机网络、GPS、GIS、数据仓库、自动控制、远程监控、决策支持等多方面的最新信息技术。整个大系统综合应用多方面、多层次的信息技术进行设计建设，建成运行后，流域的水资源保护工作将达到监测技术现代化、数据采集自动化、信息资源共享化、管理决策智能化的效果。