安徽省淮河洪水及行蓄洪区调度决策风险管理系统预警功能体系研究与开发

为增强淮河洪水应急响应与风险管理能力,构建符合安徽省防汛决策需要的安徽省淮河洪水及行蓄洪区调度决策风险管理系统,以近年来安徽省建立的淮河流域工程防洪体系、水文自动测报系统、水文预报系统、洪水风险图等成果为基础,通过对三线水位预警及行蓄洪区预警进行分析,研发了安徽省淮河洪水及行蓄洪区调度决策风险管理系统预警功能体系,包括实时洪水预报预警、巡查防守预警和调度预警,对推进安徽省淮河洪水调度管理工作的现代化与决策科学化具有重要意义。     

安徽省淮河洪水及行蓄洪区调度决策风险管理系统灾情评估子系统研究与开发

以安徽省淮河流域行蓄洪区风险图等成果为基础,通过分析行蓄洪区的财产分类、灾前价值和洪灾损失率的方法,研发了安徽省淮河洪水及行蓄洪区调度决策风险管理系统灾情评估子系统的快速评估和详细评估两大功能模块。该子系统能够迅速、准确地分析出不同调度方案下,行蓄洪区内的影响人口、经济损失等灾情信息,为优化防汛调度、决策和防洪减灾提供了技术支持。     

基于集合预报的淮河流域洪水预报研究

建立基于集合预报的淮河具有行蓄洪区流域洪水预报及早期预警模型。在洪水预报中引入数值天气预报以延长洪水预报的预见期。集合预报采用多模式和多分析集合预报技术,考虑初始场的不确定性和模式的不确定性,避免“单一”确定性数值天气预报结果易存在的预报误区。THORPEX 项目支撑的THORPEXInteractiveGrand GlobalEnsemble（TIGGE ）集合预报目的是建立全球交互式预报系统。本文以淮河流域为试验流域,以TIGGE 集合预报（加拿大气象中心（简称CMC,集合成员数为15个）、 欧洲中期天气预报中心（简称ECMWF,集合成员数为51个）、 英国气象局（简称UKMO ,集合成员数为24个）、 美国国家环境预测中心（简称NCEP,集合成员数为15个））驱动构建的水文与水力学相结合的具有行蓄洪区流域洪水预报模型以达延长洪水预报的预见期,新安江模型用于降雨径流计算、一维水动力学模型用于河道洪水演算,实现洪水预报及早期预警。为了进行比较,同时采用地面雨量计观测降水驱动构建的洪水预报模型,对2007和2008年淮河汛期洪水进行检验。结果表明,基于TIGGE 集合预报驱动的洪水预报预见期延长了72~120h ,证明了TIGGE 集合预报可以应用于洪水预报及早期预警。     

淮河洪水预报现状和展望

《淮河流域综合规划（2012-2030年）》指出,淮河流域洪涝灾害频繁发生,洪水预报是淮河防洪的重要非工程措施,对于防洪减灾具有重要决策支持作用。本文从洪水预报任务、预报模型方法、预报系统建设等几个方面介绍了淮河流域洪水预报现状及存在问题,展望了淮河洪水预报的发展前景和今后的工作重点。     

平原区河段洪水演进模拟系统研究与应用

基于数字流域平台和水力学模型软件HEC-RAS,研究了河道和行蓄洪区地形数据的处理、分洪口门和水利工程的模拟等技术难题,提出了上下游边界条件、初始条件的自动生成方法,模拟河道和行蓄洪区的洪水演进,研制了平原区河段洪水演进模拟系统,模拟河道洪水波在行蓄洪区各种工况条件下的运动过程。该模拟系统应用于流域洪水实时预报调度,评价行蓄洪区启用对洪水过程的影响,为流域防洪调度决策提供定量技术支持。在淮河流域王家坝至临淮岗区间,利用2007年7月份流域性大洪水期间的报汛数据系列,对本文提出的模拟系统进行了率定和验证,并评价了6种洪水调度方案的效果。结果表明系统中非恒定流模型的数值解稳定,模拟的洪水过程与实测系列吻合,客观地反映了研究区域洪水运动过程和行蓄洪区启用对该过程的影响,准确地评价了流域洪水调度方案的效果。     

淮河流域茨南淝右片防洪保护区糙率敏感性分析

为确定淮河流域防洪保护区不同下垫面的空间糙率分布。采用水动力学方法,以防洪保护区现有经验糙率取值和行蓄洪区验证糙率值为基础,搭建茨南淝右片水动力学MIKE模型,分析研究防洪保护区不同下垫面的空间糙率取值,包括村庄、树丛、旱田、水田、道路及河道等。提出了适用于安徽省淮河流域防洪保护区不同下垫面糙率的取值,进行淮河流域保护区的洪水风险分析。     

2007年安徽省防御淮河洪水过程中应急预案的启动与行蓄洪区调度

2007年淮河流域发生了1954年以来的流域性洪水,安徽省防汛抗旱指挥部及时启动防汛抗旱应急预案,对沿淮行蓄洪区实施应急调度,取得了防御洪水的胜利。本文介绍了安徽省沿淮行蓄洪区现状和2007年行蓄洪区调度情况。     

洪水预报实时系统组态设计

为提高洪水预报软件的可靠性、稳定性及可维护性，从分析以新安江洪水预报模型为代表的概念性水文模型洪水预报系统的计算原理和参数特点出发，遵循组态设计的思路，设计了洪水预报实时系统所需参数及站网配置信息的存储方式和洪水预报系统软件。设计思路应用于柘溪水库调度自动化系统的洪水预报子系统中，并能将该软件配合相应流域的参数及站网配置信息推广到其他流域。     

基于水文水动力学耦合的洪水预报模型研究及应用

为了提高下垫面变化剧烈流域的洪水预报精度,在传统流域水文模型的基础上耦合水动力学模型,建立水文水动力耦合洪水预报模型。首先利用水文模型获得某一断面的流量过程作为水动力学模型的边界条件;之后利用一维水动力学模型进行河道洪水演进计算,推求流域出口断面的流量过程;最后以烟台市外夹河流域为例进行验证。结果表明,所建水文水动力耦合模型模拟的产流合格率较高,流量过程与实测值吻合,在一定程度上弥补了集总式水文模型不能考虑河道内复杂水流运动的不足,因此对具有复杂水文、水力条件的流域的洪水预报具有重要的指导意义。     

淮河中游行蓄洪区洪水调度水动力学模型研究

科学调度运用行蓄洪区是目前减轻淮河中游洪灾损失的有效途径之一。建立洪水模型模拟洪水演进能为调度提供决策支持。为此,本文针对淮河中游行蓄洪区构成的复杂河网水系。采用水动力学方法。建立了具有行蓄洪区的河网模型。模型对行蓄洪区进行适当的概化,采用窄缝法和冻结法相结合模拟干河床洪水演进问题,并采用汉点分组解法求解。应用该模型。模拟淮河中游王家坝至蚌埠段91年洪水演进情况。结果表明模型能较好的模拟具有行蓄洪区河网的洪水演进,信息量大。计算精度高。能满足洪水调度的需要。     

淮河中游汛期——非汛期洪污调度数学模型

针对淮河中游防洪及防污调度的实际需求,在流域现有水文信息平台和水文预报系统的基础上,以一维模拟为主线,通过对水工建筑物、行蓄洪区等河网要素的概化处理,构建了淮河中游汛期-非汛期全过程防洪防污一体化数学模型。模型主要由水文预报模拟、河道水动力模拟、闸坝泵调度模拟、行蓄洪区蓄行功能模拟及河道水质模拟等功能模块组成,并采用水文-水动力-水质相耦合的集成措施,实现淮河中游多闸坝,多行蓄洪区水量水质的联合计算。模型复演了淮河近年来发生的典型洪水事件和水污染物事件,并和实测值进行了比较。结果表明,所建模型能够准确客观地描述研究区的洪水演进规律和污染物输移扩散规律,根据调度准则,汛期可给出任意断面水位、流量要素及行蓄洪区进出洪量等信息,非汛期可以获取污染团下泄的详细过程,为全年淮河中游闸坝群的洪污调度提供模型支撑。     

大陆泽及宁晋泊蓄滞洪区洪水风险实时分析系统研发

为探索洪水风险图成果应用,选取海河流域第一大蓄滞洪区——大陆泽、宁晋泊作为试点,开展洪水风险实时分析技术及系统研发。项目针对蓄滞洪区特点,构建了上游小流域水文模型,以及蓄滞洪区一二维耦合水动力模型,结合实时雨水情,实现了水文—水动力耦合的洪水风险实时分析。其中,水文模型实现对上游河道的实时/未来(预报降雨)洪水预报;一二维耦合水动力模型,通过在二维网格边元概化一维河网,可快速(少于30 min)完成历时一周的洪水模拟,并考虑入渗影响及堰闸、分区滞洪的实时调控。在此基础上,基于自主研发GIS平台,建立洪水风险实时分析系统,实现了上游不同来流及蓄滞洪区不同调度运用情况下的实时洪水演进和风险评估。     

安徽省淮河干流行蓄洪区糙率分析

为确定安徽省淮河干流行蓄洪区不同下垫面的空间糙率分布。采用水文学和水动力学相结合方法,以1991年、2003年及2007年淮河历史洪水实测资料为基础,搭建蒙洼、城东湖、姜唐湖、荆山湖及花园湖水文水动力学MIKE模型,分析研究行蓄洪区不同下垫面的空间糙率取值,包括村庄、树丛、旱田、水田、道路及河道等,提出了适用于安徽省沿淮行蓄洪区不同下垫面糙率的取值,进行沿淮行蓄洪区的洪水风险分析。     

长江洪水预报调度系统建设及应用

长江洪水预报调度系统集洪水预报与防洪调度为一体,利用开放式的设计理念,采用B/S系统结构开发。该系统整合了长江防洪信息、洪水预报、洪水调度等各种资源和信息,建立了基于流域地图的各类信息融合展示平台,实现了自动预报计算、交互式调度、水雨情监视、防洪形势分析等功能。该系统在2016年长江中下游区域性大洪水中的调度运用,充分证实了该系统在水文预报、防汛会商、调度决策等场景中的应用效果。     

白龟山水库洪水预报误差分布规律分析

文章以淮河流域沙颍河水系上白龟山水库为研究背景,建立基于极大熵的水库洪水预报误差分布模型,分析模型求解方法,并得到洪水预报误差分布规律函数和水库的产流方案预报误差极限值。     

关于沈阳市洪水预警预报系统建设探讨

洪水预警预报系统的建设任务是在计算机网络和信息网络环境下建立,以数字水文平台和现代会商环境为支持,利用水文专业预报模型进行洪水预警、预报,并将计算结果进行可视化,做到决策科学化,计算简捷化、实时化。     

基于水文水动力耦合模型的钱塘江流域洪水预报研究

基于实时水雨情监测数据的洪水演进机理模型叠加降雨产汇流水文模型可有效提高洪水预报精度。采用MIKE11的NAM水文模型与HD水动力模型耦合方法,收集和处理了钱塘江流域大量降雨、水位、流量等水文、地形资料,构建钱塘江衢州-澉浦段降雨径流-水动力演进模型,通过多次历史洪水资料进行率定和验证,从确定性系数、水量相对误差、洪峰相对误差、水位相对误差及峰现时差等多方面进行预报精度评定。结果表明：水文与水动力模型耦合方法可有效增加洪水预报模拟精度。     

山前小流域水文—水力学耦合洪水预报研究

为了提高受人类活动影响显著的小流域洪水预报精度,以浙江省杭州市东苕溪流域为研究对象,分别以半分布式新安江模型、平原区水文模型、分洪区水动力模型以及一维河网模型模拟山区、平原区、分洪区以及河道的洪水过程,在卡尔曼滤波实时校正技术的支持下,建立流域水文—水力学耦合预报模型。通过对1996年以来瓶窑站典型洪水进行率定和验证,表明该模型符合东苕溪预报的精度要求。在2012年"海葵"台风的实时预报应用中,该模型发挥了辅助决策的作用,可作为后期防汛决策的参考。     

英国实时洪水预报研究

河流洪水会引起生命损失、灾难性的财产破坏以及对经济和环境的负面影响。虽然不能完全消除洪水的风险,但是,实时洪水预报模型作为洪水警报服务的重要和不可分割的组成部分,可给及时洪水警报提供足够的超前时间,以尽量减少洪水损失。介绍了英国开发的2种实时洪水警报模型：简单触发洪水警报模型和流域综合水文和水动力学模型。     

淮河鲁台子以上流域洪水预报模型研究

本文以淮河鲁台子以上流域为例,采用分布式概念性水文模型,对王家坝以上流域及阜阳、蒋家集、横排头淮干支流进行降雨径流与洪水过程研究,同时进行参数率定。采用马斯京根法、马斯京根水位模拟法和扩散波非线性水位法,对淮河干流王家坝至鲁台子区间具有行蓄洪区流域洪水进行预报。预报模型在2007年的大洪水预报调度中得到了检验,取得了较高的精度。