预警高效精准 解密长江防洪调度系统的硬实力

仙仙

今年超长梅雨季期间，贵仁科技创始人桂发二每天都密切关注电脑上的长江防洪调度系统，通过该系统，能清晰地看到整个长江流域及其各子流域的气象、降雨、流量、水位及水库蓄水容量等大量水雨情数据。


“这一系统被应用到了长江水利委员会水文局，可以帮助水利部及长江委的防汛专家们进行科学研判、精准施策，通过联合调度水库群实现拦洪削峰，有效减轻洪水危害。”桂发二告诉记者，这套系统背后，是公司团队倾注12年心血研发的国内首套自主安全可控的水循环数学模型及建模工具。


据水利部长江水利委员会专家介绍，进入主汛期以来，长江流域降雨与常年同期相比明显偏多，降雨量排名1961年以来第1位。长江流域平均降雨量超1998年同期，一些河段洪水最大流量已经超过了当年。然而，依托防洪工程的建设以及精准预报天气、科学调度洪水、合理拦洪削峰等科学手段，今年长江中下游的洪水灾害小于1998年，最大限度地降低了损失。


研发模拟云平台：构建精密网格 掌握水的运动


毕业于杭州电子科技大学计算机专业的桂发二，从2009年开始了贵仁治水模型云的研发，期间还得到了水利行业泰斗、中科院刘昌明院士等多名专家指导帮助。团队耗时12年，最终实现将物理世界的水循环网格化、数字化，再用数学公式表达水的运动规律，打造出了一套水循环数学模型和建模处理工具。


“这套系统之所以能精准实时监测、预报、提供调度方案，是因为我们的模型云平台可以在真实的遥感地图上，建立二维或三维的场景，自动将真实场景进行网格剖分、计算水体运动。”桂发二介绍，一个三维场景的网格化需要成千上万甚至上亿个网格，每个网格都承载相应的对象，且对象之间有一定的逻辑关系、水体在网格间流动。


“以杭州滨江为例，几十平方公里的区域要用147万个网格才能精细呈现出来。”桂发二告诉记者，根据网格化降雨预报，对应的每个社区、街道、路面，会有多少积水，甚至精确到几厘米，通过模型都可以描述、计算出来。


据了解，不仅是防汛抗洪，海绵城市技术供给、水环境治理、城市污水处理……从海洋到大江大河到城市，基于贵仁治水模型云平台，水循环数学模型技术在国内成功实践的案例已有百余个。


浙江省水文管理中心党委副书记丁伯良表示，贵仁科技推出的治水模型云在浙江省部分防洪信息化系统中得到应用，特别在洪水预报模型数字化方面已经比较成熟，为洪水预报调度系统的构建提供了便利的工具，达到国际先进水平。


定制防洪系统：为精准防汛提供坚强辅助


“根据不同地区的情况，我们还与多个省份合作研发了多套洪水预报调度系统，为流域及区域的防汛减灾发挥着重要作用。”桂发二说。


6月下旬，在汛情一度严峻的湖南省，长江中下游突发大洪水对洞庭湖形成顶托，减缓了洞庭湖洪水出湖速度，造成洞庭湖水位持续上涨。更麻烦的是，洞庭湖洪水也对湘资沅澧四水形成顶托。湖南省则通过科学调度各大水库，与三峡水库协同，一道拦洪削峰，尽量避免洞庭湖水系洪水与长江洪水叠加，为洞庭湖及长江中下游减压。


由湖南省水利厅、水文局与贵仁科技合作研发的湖南四水流域洪水预报调度系统和水文气象耦合系统发挥了重要作用。


湖南省水文水资源勘测中心水情与信息化部部长江冬青告诉记者，四水流域洪水预报调度系统可精准预报洪水水位，预报员选定气象参数模型和计算模型后，数秒内即可计算出某河段及其下游地区短期内的洪水变化。


江冬青说，通过运用这两项系统及其他信息化平台，可将地区未来降雨量以及对应的江河干流、区域会发生的洪水与超警戒水位等数据精准供给防汛部门用于提前决策，预见期相较往年大幅度提前，为防汛人员集结和物资调度赢得了更多的准备时间。


“流域的防洪调度，洪水预报预见期尤为重要，预见期越长，调度的灵活性越大。未来，我们希望通过贵仁治水模型云平台，把天上、地表、地下、管网、河道等地球上的水都管起来，进一步实现人水和谐。”桂发二说。（记者江耘 黄龄亿）