黄河防洪调度系统..共60页
山东省水利防汛调度会商系统构建及应用
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2021.03.019
水利信息化 Water Resources Informatization
NO.3
Jun.,2021
山东省水利防汛调度会商系统构建及应用
庄 磊，葛召华
（山东省水利综合事业服务中心，山东 济南 250013）
为着力解决“十三五”发展中的“支撑决策能 力不足”等问题 [2]，2018 年底，山东省水利厅做 出建设省防汛调度会商系统的重大决策。该系统基 于现有水利数据中心、云平台开发建设，充分运用 “互联网 +”、大数据、人工智能、5G 等新兴技术， 初步打造集综合指挥调度、数据汇聚应用、风险防 范预警、事件应急处置、服务科学决策等功能为一 体的省级防汛调度指挥中枢。
0 引言
近几年，山东省连续遭到强台风侵袭，“温比 亚”“利奇马”“巴威”等台风先后登陆，暴雨、大暴 雨等极端天气频发，给防汛工作带来严重考验 [1]。 面对防汛新形势新要求，山东省水利信息化在支撑 水旱灾害防御方面的短板也愈发明显，汛情数据渠 道单一，应急调度手段滞后，智慧化决策水平不 高，业务协同和统一调配难度较大，防汛指挥调度 的整体能力亟待改善。
摘 要：针对山东省水利防汛调度存在的信息获取滞后、业务协同不足、智慧化水平不高等问题，结合水利行 业对应急处置和科学决策等工作的实际需求，通过运用“互联网+”、大数据、人工智能、5G 等技术，深度整合 信息数据，高度集成调度功能，优化打造可视化展示，建设完成集数据采集、监视、分析、研判、决策等功能 于一体的山东省水利防汛调度会商系统，满足水旱灾害处置、河湖管理、水资源监管、水利工程建设等不同业 务指挥调度决策需求。实践证明：山东省水利防汛调度会商系统显著提升行业指挥调度能力，为防汛决策提供 有效技术支撑，并可作为水利行业强监管的重要抓手。 关键词：防汛调度；防汛会商；水利业务；指挥调度；一张图；整合共享 中图分类号：TV87 文献标志码：A 文章编号：1674-9405(2021)03-0091-04
水利部关于批准下达2023年7月至2024年6月黄河可供耗水量分配及非汛期水量调度计划的通知
水利部关于批准下达2023年7月至2024年6月黄河可供耗水量分配及非汛期水量调度计划的通知文章属性•【制定机关】水利部•【公布日期】2023.11.08•【文号】水调管〔2023〕319号•【施行日期】2023.11.08•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】防汛抗旱正文水利部关于批准下达2023年7月至2024年6月黄河可供耗水量分配及非汛期水量调度计划的通知水调管〔2023〕319号黄河水利委员会，青海省、四川省、甘肃省、宁夏回族自治区、内蒙古自治区、山西省、陕西省、河南省、山东省、河北省水利厅，国家电网公司西北分部，小浪底水利枢纽管理中心：根据《黄河水量调度条例》（国务院令第472号）有关规定，黄河水利委员会（以下简称黄委）商10个省（自治区）水利厅和水库主管部门或单位编制了《2023年7月至2024年6月黄河可供耗水量分配及非汛期水量调度计划》（以下简称《年度计划》）。
经我部审定，现予下达，请认真贯彻执行。
一、各单位要深入贯彻落实习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路和关于治水重要论述精神，认真履行黄河保护法赋予水利部门的法定职责，遵循总量控制、断面流量控制、分级管理、分级负责的原则，科学实施干支流水资源统一调度，强化流域水资源统一管理，促进水资源节约集约利用，支撑黄河流域生态保护和高质量发展，让黄河成为造福人民的幸福河。
二、黄委要依据《年度计划》，根据水情和用水情况变化滚动编制月、旬水量调度方案，下达实时调度指令，加强过程管理，最大限度地发挥水资源的综合效益；加强重点河流生态流量监管，将生态用水调度纳入黄河干流、重要支流水工程日常运行调度规程，落实生态流量目标要求；加快数字孪生黄河和数字孪生小浪底、万家寨等建设，强化预报预警预演预案措施，确保调度决策精准安全有效。
三、各省（自治区）水利厅要认真贯彻落实“把水资源作为最大的刚性约束”要求，坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产，严格执行《年度计划》、调度方案和实时调度指令，严格用水总量控制和取用水监管，保证按计划用水；根据分配的用水总量控制指标，制定本行政区域农业、工业、生活及河道外生态等用水量控制指标，实施重点区域生态补水，促进区域生态修复改善；加强支流水量调度管理，做好用水计量、信息报送等工作，提高支流调度管理能力和水平。
黄河流域水库调度
2015年9月
主要内容
一、黄河流域概况
二、水库调度 三、存在的主要问题
一、黄河流域概况
内蒙古
宁夏
甘肃
青海 陕 西 四川
山 西
山东
河南
黄河是我国第二大河，发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓的约古宗列 盆地，流经青、川、甘、宁、蒙、晋、陕、豫、鲁9省(区)，在山东省 垦利县注入渤海，全长 5464km ，落差 4480m ，流域面积 75.24 万km2 （另 有4.2万km2内流区）。
多 沙 多 粗 沙 区 沙 粗 沙 区
4、洪水灾害频繁
从先秦时期到民国年
间的 2540 年中，黄河共决溢
1590 次，改道 26 次，平均三 年两决口，百年一改道，决
溢范围北至天津，南达江淮，
纵横25万km2。每次决口，水 沙俱下，淤塞河渠，良田沙
化，生态环境长期难以恢复。
目前，黄河下游防洪保护 区涉及豫、鲁、皖、苏、冀五省， 范围达 12万km2 ，人口 9000多万 人。随着社会经济的发展，人口 增长，洪水所造成的损失越来越 大。
河口镇 长度3472km 长度1206km
长度786km 桃花峪
黄河干流分为上、中、下游三段。上游从河源至内蒙古托克托县河口镇，
河道长3472 km， 落差3500m，区间面积38.6万km2，是黄河水量主要来源区； 中游从河口镇至河南省郑州附近的桃花峪，河道长1206 km， 落差890m，区间
壶口十几米的陕西壶口观瀑峰宾馆一层也进了冰凌。 2009年 1月 18日 ,黄
河壶口瀑布下游 0.8km至上游 2.2km堆积冰凌达约 600 万 m3，冰凌高出河 床10余m，致使2.2km旅游公路路面堆冰，冰凌高出沿河旅游公路3～4m，
黄河下游防洪工程体系简介
黄河下游防洪工程体系简介人民治黄五十多年来，黄河下游先后兴建了以干支流水库、堤防、河道整治工程、分滞洪区为主体的“上拦下排、两岸分滞”的防洪工程体系。
同时水文、通信、信息网络及防洪组织管理等非工程措施也得到了进一步加强，初步形成了较为完善的黄河下游防洪体系。
上拦工程有：干流的三门峡水库、伊河的陆浑水库、洛河的故县水库及干流上在建的小浪底水库。
下排工程主要是黄河两岸大堤、支流堤防和河道整治工程。
两岸分滞洪工程有：东平湖水库、北金堤滞洪区、封丘倒灌区、齐河展宽区（北展）、垦利展宽区（南展）、大功分洪区等。
非工程措施主要有∶防汛组织体系、防汛通信系统、水文测报预报系统、防汛信息采集系统、滩区分滞洪区的管理、工程抢险及防灾救灾等。
一、上拦工程1、三门峡水库三门峡水库坝址位于河南省三门峡市与山西省平陆县交界的黄河干流上，控制黄河流域面积68.8万km2，占全流域面积的91.4％。
水库大坝为混凝土重力坝，最大坝高106m(大沽高程，下同)，主坝长713m，坝顶宽22.6～6.5m，坝顶高程353m。
现状条件下防洪运用水位为335.0m，相应库容近60亿m3。
汛期有25个孔、洞(即12深孔+10底孔+2隧洞+1钢管)投入运用，现状启闭设备条件下连续开启或关闭一次约需8小时。
三门峡水库防洪运用原则是根据1969年“四省会议”确定的，即当上游发生特大洪水时，敞开闸门泄洪。
当下游花园口站可能发生超过22000m3/s洪水时，应根据上、下游来水情况，关闭部分或全部闸门。
增建的泄水孔，原则上应提前关闭。
水库非汛期控制水位310m；汛期平水时按控制库水位305～300m运用，一般洪水时敞开闸门泄洪，以利于水库的排沙和降低潼关高程。
2、故县水库故县水库位于洛河中游河南省洛宁县境内，是一座防洪、灌溉、发电、供水等综合利用的大型水库，按千年设计、万年校核标准兴建。
控制流域面积5370km2，占洛河流域面积的45%，占三花间流域面积的12.9%，设计总库容11.75亿m3 。
黄河防汛信息化系统建设及数据处理
维普资讯
肖 弱， ： 等 黄河 防汛 信 息化 系统 建 设 及 数 据 处 理
１３ 工 情 ．
的信 息传 递 和通信 联 络 ； 线微 波 主要解 决市 、 河 支 县 务局 对省 河务 局 的信息 传递 和通 信联 络 。一 点 多址
微波 主要 解决 市级 河务局 至 县级 河务 局 以及 主要 险
摘 要 ： 河 治理 中“ 字黄 河 ” 设 是 一项 重 要 任 务 ， 黄 数 建 防汛 信 息 化 处 理 又是 “ 字黄 河 ” 重 要 数 的 组 成 部 分 ， 析 了汛情 信 息 的 监 测 、 集 、 递 与 处 理 ， 进 行 了 网络 干 线 、 测 报 防 洪警 报 系 分 收 传 并 水
１ 黄 河 防 汛 信 息 的收 集
黄 河 防汛信 息 主要包括 黄 河雨情 、 情 与工情 。 水
１１ 雨 情 ．
沙 站 网 、 量 站 网 、 面 蒸发 站 网 、 质 站 网和 地 下 雨 水 水
水 观测 站 网 。 黄河 流域 部分 地 区 ， 在 现有 基本 水文 站
网密度 尚未达到世界气象组织提出的容许 最稀标准 。
雨情 是 指流 域降 雨 的综 合 情况 ， 包括 降雨 分布 、
降 雨量 、 降雨 强度 和历 时 、 天气 发展趋 势及 后续 降 雨 等情 况 等 。这 些信 息 主要 由靠 分布在 各地 的气 象 站
收集 。原 苏联 将气 象站 分 为一级 站 、二级 站 和三级
安 全 ， 要加 强水 利工 程管 理 ， 时准 确地 掌握 暴雨 就 及 洪水 信息 ， 学合 理地 调度洪 水 。 因此 ， 确 高效地 科 准 对 防汛信 息 的监测 、 集 、 收 传递 和处理 对确保 防汛安
科技成果——IWHR洪水预报调度系统
科技成果——IWHR洪水预报调度系统技术开发单位中国水利水电科学研究院对应需求洪水预报调度系统成果简介该系统充分利用信息处理、网络通讯、软件工程等现代科学技术，建立人机交互式的实时洪水预报调度系统，达到对流域防洪形势宏观把握和整体、定量认识，为防洪决策和管理供科学依据和技术支撑。
包括实时洪水预报、预报方案编制、预报成果管理、实时调度计算、调度结果仿真以及辅助工具（数据处理、降雨径流相关图分析、单位线分析、水位流域关系曲线维护、退水曲线维护等）和模型/方法管理等功能。
主要性能指标采用B/S与C/S相结合的灵活系统架构模式，满足多用户同时在线预报调度。
系统的信息查询响应时间小于1s，地图访问响应时间小于1s，预报模型计算响应时间小于3s，联合调度模型计算响应时间小于10s。
建立了超过24个洪水预报计算模块，覆盖了我国常用的洪水预报模型和方法。
参数自动优选计算效率高，30场洪水模型参数优选耗时不超过10分钟。
适用范围适用于湿润、半湿润、半干旱、干旱地区的水雨情测报、洪水预报、水库调度以及防汛抗旱等多个领域，可推广到流域、省、地市等防汛指挥、水旱灾害防御及水文部门。
技术特点系统基础框架扩展性强，适应未来扩展和升级，采用B/S与C/S 相结合的灵活系统架构模式满足多用户同时在线预报；紧密结合业务需求，可实现新增预报断面功能；支持模块的排列组合与模型的灵活搭建；采用模型参数全局自动优选技术；灵活的防洪调度接口，可以基于任意未来可能洪水情势进行防洪调度；基于水库度汛方案，结合当前来水情况，可采用联合调度方式通过人机交互形成水库防洪调度方案。
应用成本100万元。
典型案例案例1：应用于江西省鄱阳湖区防汛通信预警系统洪水预报调度系统及防汛辅助支持系统开发项目，安装部署在江西省防办、江西省水文局，供各水文分局访问浏览，目前运行了5个汛期，为水文工作提供技术支持。
案例2：应用于陕西省中小河流洪水预报系统开发项目，安装部署在陕西省水文局，并供各水文分局访问浏览，目前运行了2个汛期，为水文工作提供技术支持。
黄河防洪调度系统应用与展望
图 １ 示。 所
技 术 ， 展 了 防 洪 调 度 技 术 研 究 和 应 用 工 作 。 入 ９ 开 进 ０ 年 代 中 期 ， 委 防洪 调 度 技 术 和 应 用 系 统 开 发 得 到 了 黄 长 足 的 发 展 ， 成 了 三 门 峡 、 浑 、 县 三 库 联 合 洪 建 陆 故
０
调度 评 估 决策 子 系统 灾情 评 估 初步 分 析 、 度 效果 分 析 调
２ 黄 河 防 洪 调 度 系统 （ 期 ） 设 情 况 一 建
黄 河 防洪 调 度 系统 （ 期 ） 一 主要 包 括 潼 关水 沙 接 口 ， 黄 河 中下 游 防洪 调 度 预 案 分 析 ， 门峡 、 浪底 、 浑 、 三 小 陆 故 县 水 库 等 四 库 水 沙 联 合 调 度 ， 库 或 多 库 实 时 水 沙 单
的资 源 管理 和调 度 器 ， 过该 平 台有 效地 实 现各 数 学 模 通 型 的 科 学 管 理 和 相 关 数 据 资源 的有 机 整 合 ， 障输 入 、 保 处 理 和 输 出流程 的正 常进 行 ， 护 各 项业 务 功 能 的正 常 维 实施 。 主要 包 括 数 据 获 取 模 块 、 据 处 理 模 块 和 数据 管 数 理 模 块 三 部 分 。 中 ， 据 获 取 模 块 主 要 是 完 成 实 时 其 数
在 防 御 ２０ ０ ３年 秋 汛 洪 水 中 ， 与 制 定 实 时 调 水 调 沙 调 参 度 方 案 ， 确 实 施 黄 河 中下 游 洪 水 调 度 ， 花 园 口站 的 精 使
洪 水 量 级 从 ６ ０ ／ 降 至 ２４ ０ ／ ， 免 了黄 河 下游 ０ｍ ｓ ０ ０ ｍ ｓ 避 滩 区４ ５万 人 的 迁 安 ， 得 了 巨 大 的 社 会 效 益 。 ０ ９年 １ 取 ２０ 月 ， 黄河 洪 水 预 报调 度 耦 合系 统 及 前 期水 库 调 度 技术 在 基 础 上 ， 发 完 成 黄 河 防洪 调 度 系统 （ 期 ） 获得 较大 开 一 ， 的经 济 和社 会效 益 。
黄河流域防洪规划
黄河流域防洪规划(简本)前言黄河是中华民族的摇篮，经济开发历史悠久，文化源远流长，曾经长期是我国政治、经济和文化的中心。
黄河又是一条多泥沙、多灾害河流，洪水泥沙灾害严重，历史上给中国人民带来深重灾难。
治理黄河历来是中华民族安民兴邦的大事。
新中国成立以来，党中央、国务院对黄河的问题高度重视，黄河治理开发取得了巨大成就，保障了黄淮海平原的安全，保障了流域经济社会的发展。
但是，由于黄河水少沙多，水沙关系不协调，治理难度大，洪水泥沙威胁依然是中华民族的心腹之患。
水利部依据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》，1998年布置开展了全国防洪规划编制工作。
根据水利部统一部署，结合流域防洪形势的变化和经济社会发展对防洪要求，黄河水利委员会组织流域内各省（自治区）有关部门开展了黄河流域防洪规划编制工作，提出了《黄河流域防洪规划》（以下简称《规划》）。
《规划》在编制过程中，广泛听取了专家意见，反复征求了流域内各省（自治区）有关部门的意见。
2004年11月，水利部组织召开黄河流域防洪规划审查会，邀请各方面专家、流域内各省（自治区）人民政府和国务院有关部门，对《规划》进行了审查。
在进一步征求流域内各省（自治区）人民政府和国务院有关部门意见、对《规划》修改完善的基础上，报请国务院审批。
国务院于2008年7月以(国函〔2008〕63号)批复了《黄河流域防洪规划》。
本《规划》在总结以往有关规划、研究成果和黄河治理经验和教训的基础上，通过调查、收集及勘测，获取了最新的经济社会、水文、泥沙、地形、地质资料，开展了大量的基础及专题研究工作，按照科学发展观的要求和中央水利工作方针，结合新的形势及黄河流域的实际情况，对黄河防洪减淤有关重大问题进行了深入、系统的研究，对防洪工程体系和防洪标准进行了全面复核，提出了防洪减淤规划布局，以及防洪减淤工程和防洪非工程重大措施。
为今后20年黄河流域防洪减淤建设与管理提供重要的依据。
第一章防洪形势1.1流域概况1.1.1 自然概况黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓海拔4500米的约古宗列盆地，流经海拔3000米以上的青藏高原，海拔1000～2000米之间的世界上最大、水土流失最严重的黄土高原，海拔100米以下的黄淮海平原，在山东省垦利县注入渤海，干流河道全长5464公里，流域面积75.3万平方公里。