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預警高效精準 解密長江防洪調度系統的硬實力

來源:科技日報2020-08-14 08:56

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  預警高效精準 解密長江防洪調度系統的硬實力

  黃齡億 本報記者 江 耘

  今年超長梅雨季期間,貴仁科技創始人桂發二每天都密切關注電腦上的長江防洪調度系統,通過該系統,能清晰看到整個長江流域及其各子流域的氣象、降雨、流量、水位及水庫蓄水容量等大量水雨情數據。

  “這一系統被應用到了長江水利委員會水文局,可以幫助水利部及長江委的防汛專家們進行科學研判、精準施策,通過聯合調度水庫羣實現攔洪削峯,有效減輕洪水危害。”桂發二告訴記者,這套系統背後,是公司團隊傾注12年心血研發的國內首套自主安全可控的水循環數學模型及建模工具。

  據水利部長江水利委員會專家介紹,進入主汛期以來,長江流域降雨與常年同期相比明顯偏多,降雨量排名1961年以來第1位。長江流域平均降雨量超1998年同期,一些河段洪水最大流量已經超過了當年。然而,依託防洪工程的建設以及精準預報天氣、科學調度洪水、合理攔洪削峯等科學手段,今年長江中下游的洪水災害小於1998年,最大限度地降低了損失。

  研發模擬雲平台:構建精密網格 掌握水的運動

  畢業於杭州電子科技大學計算機專業的桂發二,從2009年開始了貴仁治水模型雲的研發,期間還得到了水利行業泰斗、中科院劉昌明院士等多名專家指導幫助。團隊耗時12年,最終實現將物理世界的水循環網格化、數字化,再用數學公式表達水的運動規律,打造出了一套水循環數學模型和建模處理工具。

  “這套系統之所以能精準實時監測、預報、提供調度方案,是因為我們的模型雲平台可以在真實的遙感地圖上,建立二維或三維的場景,自動將真實場景進行網格剖分、計算水體運動。”桂發二介紹,一個三維場景的網格化需要成千上萬甚至上億個網格,每個網格都承載相應的對象,且對象之間有一定的邏輯關係、水體在網格間流動。

  “以杭州濱江為例,幾十平方公里的區域要用147萬個網格才能精細呈現出來。”桂發二告訴記者,根據網格化降雨預報,對應的每個社區、街道、路面,會有多少積水,甚至精確到幾釐米,通過模型都可以描述、計算出來。

  據瞭解,不僅是防汛抗洪,海綿城市技術供給、水環境治理、城市污水處理……從海洋到大江大河到城市,基於貴仁治水模型雲平台,水循環數學模型技術在國內成功實踐的案例已有百餘個。

  浙江省水文管理中心黨委副書記丁伯良表示,貴仁科技推出的治水模型雲在浙江省部分防洪信息化系統中得到應用,特別在洪水預報模型數字化方面已經比較成熟,為洪水預報調度系統的構建提供了便利的工具,達到國際先進水平。

  定製防洪系統:為精準防汛提供堅強輔助

  “根據不同地區的情況,我們還與多個省份合作研發了多套洪水預報調度系統,為流域及區域的防汛減災發揮着重要作用。”桂發二説。

  6月下旬,在汛情一度嚴峻的湖南省,長江中下游突發大洪水對洞庭湖形成頂託,減緩了洞庭湖洪水出湖速度,造成洞庭湖水位持續上漲。更麻煩的是,洞庭湖洪水也對湘資沅澧四水形成頂託。湖南省則通過科學調度各大水庫,與三峽水庫協同,一道攔洪削峯,儘量避免洞庭湖水系洪水與長江洪水疊加,為洞庭湖及長江中下游減壓。

  由湖南省水利廳、水文局與貴仁科技合作研發的湖南四水流域洪水預報調度系統和水文氣象耦合系統發揮了重要作用。

  湖南省水文水資源勘測中心水情與信息化部部長江冬青告訴記者,四水流域洪水預報調度系統可精準預報洪水水位,預報員選定氣象參數模型和計算模型後,數秒內即可計算出某河段及其下游地區短期內的洪水變化。

  江冬青説,通過運用這兩項系統及其他信息化平台,可將地區未來降雨量以及對應的江河干流、區域會發生的洪水與超警戒水位等數據精準供給防汛部門用於提前決策,預見期相較往年大幅度提前,為防汛人員集結和物資調度贏得了更多的準備時間。

  “流域的防洪調度,洪水預報預見期尤為重要,預見期越長,調度的靈活性越大。未來,我們希望通過貴仁治水模型雲平台,把天上、地表、地下、管網、河道等地球上的水都管起來,進一步實現人水和諧。”桂發二説。

[ 責編:王宏澤 ]
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