在诸多自然灾害中,水旱灾害是最为严重的灾种之一。水旱灾害历来被称为中华民族的心腹之患。研究水旱灾害发生的规律,预测水旱灾害发展的趋势显得尤为重要。今天是防灾减灾日,让我们一起看看关于水旱灾害的防灾减灾技术吧。

洪水风险实时分析系统
 

        系统以自主研发的水文学、水力学和大数据分析耦合的洪水风险实时分析模型为核心,基于降雨和水文监测预报数据,结合各类工程调度运行条件,利用云计算、大数据、并行计算等技术,针对洪灾防御中对风险信息科学性、准确性和时效性的要求,创新实现重点河段、防洪区洪水和城市内涝过程快速模拟预测,并分析各类洪水风险,为洪涝灾害风险管理实现“两个坚持三个转变”提供了先进科学的技术支撑。
        系统组成:分析方案创建子系统,接入气象、水文、工程等数据,辅助用户轻松创建洪水风险分析方案;模拟分析平台,集中实现方案管理、风险分析计算、成果共享发布等功能;动态查询展示子系统,基于二三维GIS,实现各类洪水风险信息查询和洪水过程动态展示。

技术指标

        系统将业务需求模块化采用C/S和B/S混合架构,Web服务基于SpringBoot框架辅以自研海量网格渲染和分布式模型资源调度等技术,扩展性和移植性强。
        系统集成了水文、水力学和大数据耦合模型,支持接入气象、水文、工程调度等数据,可以满足山洪、溃堤、漫溢、溃坝、分洪、城市内涝等任意洪水情景预测、模拟和分析需求,支持数万到百万级网格弹性计算。
        系统支持各级水旱灾害防御、应急管理相关部门及相关技术支撑单位千余用户同时在线。单个用户支持10个以上方案并行计算和自动管理。单个方案模拟与结果入库总耗时,流域级7天河道洪水和防洪区淹没过程不超过15分钟,2000km2城市24小时内涝不超过5分钟。结果精度高于洪水预报、洪水风险图编制等相关技术标准规范要求。

主要应用领域

        系统主要服务于水旱灾害防御和应急管理部门针对各类防洪区洪水风险的防汛决策全过程,可为防洪区应对河道洪水溃堤漫溢、暴雨内涝、沿海风暴潮及其遭遇组合提供洪水淹没和影响损失实时分析技术工具。
       (1)灾前洪水风险快速预判和防御:以水文实测、预报及气象常规、定量预报数据为基本洪水来源驱动,以精细网格化水文-水动力模型和洪水影响损失评估模型为计算引擎,快速预判洪水淹没范围、时空分布和程度及对人员、资产和社会运行的影响及损失,有效支撑洪水风险的业务化“常态+动态”预判和防御。
       (2)灾中洪水应对措施决策与抢险救援:通过洪涝条件、工程险情、防洪抢险措施效果的情景化快速模拟和桌面推演,有效提升洪灾应急科学决策水平。

应用案例

        系统已应用于上海、佛山、济南、梅州等城市,荆江河段洲滩民垸和分蓄洪区,赣抚大堤防洪保护区及太湖流域东苕溪和杭嘉湖平原等10余个防洪区。其中:
        上海市洪水风险实时分析系统从2016年至今共计算350多个实时预报方案,汛期平均每3天使用一次。作为其城市运行系统防汛板块积水处置的第一环节,系统能提前基于气象预报开展预测分析,及时发布内涝专报,在提高城市对洪涝灾害的“先知先觉”实践中取得良好效果。
        赣抚大堤防洪保护区洪水风险实时分析系统具有洪水风险动态模拟、影响损失评估、避险转移分析、风险报告智能生成、专题图绘制等功能。2016~2019 年汛期,持续实时监视洪水,预警超标洪水,为保护区内的防洪避险转移决策提供了实时洪水风险信息服务。


系统架构图

上海市洪水风险实时分析系统

佛山市城区洪水风险实时分析系统

赣抚大堤防洪保护区洪水风险实时分析系统

湖北省洪水风险实时分析系统

梅州市洪水风险实时分析系统
 

水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心
 

       水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心成立于2001年,2013年整合中国水利水电科学研究院防洪抗旱减灾研究所、遥感技术应用中心、水利史研究所为统一运行实体。主要从事水旱灾害防御政策、风险管理、监测预报预警调度,以及防汛抗旱决策支持技术、应急抢险、遥感监测评估,水利史与水文化等方面研发工作。
       使命是:为国家各部委提供高水平的科技支持,充分发挥好智囊与参谋作用;与各大流域机构、省(自治区、直辖市)各级防办、水利系统水旱灾害防御部门、应急管理系统防汛抗旱部门等相关机构建立密切的联系,充分发挥好科研主导与服务作用;加强与国内外防洪抗旱减灾科研单位与科技工作者的交流与合作,在科技创新、引进、咨询与培训方面,充分发挥中心的纽带与辐射的作用。
 
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来源 | 中国防汛抗旱

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