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智慧防汛的实践与思考

责任编辑:cres |来源:企业网D1Net  2021-03-27 09:59:38 原创文章 企业网D1Net

3月27日,由企业网D1Net、信众智CIO智力共享平台和中国企业数字化联盟共同主办的2021北京部委央企及大型企业CIO年会在北京召开。本次大会以“新基建与数字化升级转型”为主题,着重探讨了部委、央企及大中型企业新基建与数字化转型的难点与实践,邀请了包括水利部、国家信息中心等各级部委、国家电网、中航工业集团、中国电建、北汽福田、大型国有银行等多家央企CIO进行精彩分享,并有超过百家大中型企业的CIO及行业优秀供应商代表共同参与。会上,由中国企业数字化联盟专家组编写的《2021数字化转型白皮书》正式发布!
 
以下是现场速记。



国家水利部信息中心主任 蔡阳
 
蔡阳:大家上午好!很高兴有这个机会跟大家在这儿交流智慧防汛。
 
大家知道去年我们国家发生了1998年以来的最大的洪水,通过各方面共同的努力应该说去年虽然汛情很重,但是灾情应该说还是很轻,所以大家可能在去年的整个过程中没有怎么感受到像1998年那样的一种宏伟的场面。
 
在这个过程中,是多方面的因素。其中智慧防汛还是发挥了很重要的作用,所以今天我就从三个方面跟大家进行交流。
 
第一方面,简要的说一下去年的雨水情汛情和灾情情况。
 
有几个数字:特别是首先雨大,雨大才会造成这样的情况。去年的雨情是什么情况?去年一共发生46次的强降雨过程,有时我们和统计局方法统计不一致,大体一致。平均降雨量较长年偏多12%,是1961年以来第2多。1961年雨水情信息,1961年信息比较齐全,所以拿1961年计算。
 
去年6月中旬到7月底,长江的中下游8月中下旬长江上游降雨量较常年偏多近一倍,也是1961年以来第1多。淮河7月中下旬降雨量较常年偏多近一倍,1961年以来历史同期第1多,太湖流域也是较常年偏多一倍,也是1961年以来历史同期第1多。松辽流域降雨量8月下旬至9月上旬较常年偏多3倍,列1961年以来历史同期第1多。
 
以上主要是降雨情况。
 
第二是洪水的情况,也就是水情。
 
去年大江大河洪水齐发重发历史罕见,去年总共涉及到长江黄河、淮河、松辽、珠江、太湖流域共发生21次编号洪水,超过1998年较常年偏多1.5倍。我们这上面对洪水编号有规则,是按照规则进行编号的,这也是说明这一年的水情的主要指标之一。
 
最关键的去年长江、太湖、淮河、松辽、齐发流域性洪水是1998年首次。流域性洪水我们也是有明确的定义,发生流域性洪水说明整个的影响是比较大的。
 
第三,中小河流洪水多发频超历史记录。
 
特别是去年我们雨水情包括超警、超历史条数也是1998年以来最多的,特别是去年安徽超乎水位超警、超历史时间也是最长的。
 
第四,汛情。是23年来最重,但是灾情相对较轻。
 
全国大中型水库和小(1)型水库无一垮坝,大江大河和重要圩垸堤防无一决口。洪涝灾害死亡失踪人数279人,洪涝灾害的死亡人数是较1950年以来均值下降93%,是13年以来均值下降38%。应该说雨情大、水情大、汛情也很重,但是灾情是相对比较小的一年。
 
以上说的是雨水情的情况。
 
第二方面,介绍智慧防汛的实践。
 
去年除了包括中央的领导的正确领导,同时我们利用信息技术的支撑,从雨水情的测报、洪水预测预报、水工程调度运用、山洪灾害预警、督察安防等方面,使得洪水由经验防控向经验+智慧防控转变,智慧防汛在这方面发挥了重要的作用。
 
第一,信息监测立体化,实现水利一张图应用。
 
我们实现了天、空、地一体化测报。包括利用空天遥感、自动测报、智能感知等先进技术,我们形成了监测的一张网。
 
跟1998年进行比较,信息量呈指数级增长。2020年报汛站达到11.17万处,报汛总量达15.62亿条,分别较1998年增加近40、200倍。
 
信息测报实现分钟级,测报信息传输到水利部时间由1998年的2个多小时缩短至15分钟内。
 
2020年利用卫星遥感连续开展鄱阳湖、洞庭湖等地区的洪水遥感监测共计52次,总面积达6.83万平方公里。针对鄱阳湖地区,与1998年进行对比分析,并应用人工智能算法提取居民地的信息,分析洪水动态变化和受影响房屋,取得较好效果。鄱阳湖和洞庭湖跟1998年做了比较,应该说很能说明一些方面的问题。
 
第二,实现防汛信息水利一张图的集中展示。
 
基于全国水利一张图的基础信息,融合相关业务包括管理信息、监测信息、视频信息、预报信息和统计信息,为洪水灾害防御提供信息支撑和决策服务。
 
第三,是实现基于水利一张图的专题分析。
 
第1,去年我们主要是通过遥感对DM数据进行估算放出去的水量更有助于支撑我们的预报。在前两年特别是包括堰塞湖,我们利用遥感+DM来评估堰塞体的大小,刚开始人们不知道它的体积多大,通过遥感进行估算,这样为后期的决策提供了支撑。
 
第2,信息融合多元化提高预测预报水平。
 
在这方面我们开展了卫星、雷达与地面监测雨量信息融合。包括天气雷达来实现逐10分钟、1公里×1公里网格连续降水探测估算来提高我们的预测水平。
 
我们在洪水预报方面主要是融合了多家的短期的数字预报来经过我们的分析,为我们的“三个3天”做支撑,“三个3天”是指因为防汛的时候对于降雨的情况非常重要。特别是去年,特别是长江流域的时候,因为去年是5次大的洪水,特别是我记得很清楚4号和5号洪水的时候是今年来的,如果说我们对后期的预测降雨的情况没有一个很好的把握,对于我们三峡的调度影响是非常大的,所以我们去年搞了“三个3天”,前3天我们自己认为预报,中间的3天叫预测,后3天我们展望,这样为调度提供了支撑。
 
第3是开展遥感、视频自动识别与地面水文信息融合。
 
第4,开展江河洪水预报信息与水工程调度运行信息融合。
 
我们把预报信息和调度信息进行融合,后面还要送。我们去年包括三峡到莲花塘区间进行预报融合,这一点非常重要。
 
第三,工程调度精细化有效化解洪水风险。去年涉及到几个大江大河的洪水,去年我们在几个方面还是发挥了很好的作用。
 
首先在长江上,长江的洪水调度系统实现预报调度一体化这一点非常重要,汇集3万多个报汛站点信息31个干支流预报调度信息849个预报节点,近100个调度对象,基于大数据和智能计算等先进科学技术,每3至5分钟生成一套调度分析方案,这个非常管用。
 
特别是在去年三峡的时候,我们在长江的防汛是非常紧张的。去年当时的部长主持会议78次,有的时候一天是2次到3次,特别是7月20日左右的时候,那个时候基本上一天几次会议,这个会议还是非常关键、非常重要。因为调度不只是简单的不要超警或者不要超保,他要考虑上中下游左右岸包括三峡大坝本身的安全,当时都要有明确的原则:第一要保大坝,在保大坝的前提下。
 
我们在那调度的时候,部长每天问“如果为了保大坝,又要保莲花塘不能超保,通过什么方案,三峡下降多少流量可以达到上述的效果”?当时我们就要在那随时的进行动态的进行变化,所以这一点实现联调。因为水库群包括工程需要实现联合调度才能达到上述的效果,否则很难实现。如果像1998年靠人工计算,那是根本不可能实现的。
 
在淮河方面,它有一个作战图是科学运用我们徐子洪区。去年7月20日早晨,7月19日晚上到7月20日凌晨基本一个晚上没有休息就在那进行调度,主要是根据预报来调度到底它需不需要蒙洼进行分洪,我们分支洪水25个亿,降低淮河上中游干流洪峰水位0.2-0.4位,这个非常重要,否则对中下游影响就会非常大。防控它涉及到一些区域,所以大家的关注点肯定也是属于不一样的。
 
太湖流域性大洪水强排预案-优化调度降低风险。
 
怎么样进行排水是关键,用部长的话是使劲排。去年雨水很大,连续降雨,我们根据天气预报进行强排。所以去年在尽全力排泄太湖洪水方面发挥很重要的作用,正因为强排水使得我们为后续的防范台风强降雨赢得了主动。
 
预警发布精准化,支撑社会群策群防。
 
一是山洪预警实现全覆盖。我们去年通过跟三大运营商联合向山洪预警区域内人员精准推送了预警短信4.45亿条,启动包括预警广播39.2万次。目前我们也开展了山洪灾害,我们当时总结两句话:方向对、跑得快。因为特发的强降雨,特别是一些小的山村,有的时候小的山洪灾害非常快,这一条提供了有力支撑。山洪灾害人员伤亡比近五年低了45%。
 
预警发布更加精准超前。
 
雷达暴雨短临预警范围由19年的省级细化至20年地市级,预见期提前1-3小时。如果能提前通知相关地区相关人员可以大大减少人员伤亡,去年我们发布了多期的短临预报。去年我们北方发布了676个地市、南方1001个地市,预警的精准度、时效性、针对性明显的加强,较前年有明显的提高,目前这一块是比较难的工作,我们不断的提高这方面的精准度。
 
预警手段更加丰富便捷。
 
包括我们通过推出水文公众服务一张图来发布测站实时信息,提供订阅服务、推送服务互动服务。主要是让大家及时的了解、掌握雨水情的情况、汛情的情况。
 
督察检查信息化,提升强监管效率。
 
我们有了预报,有了调度的方案,但是在这个方面还需要做的是要强化这方面的监管。各个地方,当然有的时候为了自身的一些想法,它可能跟你整体的考虑不一定完全一致。比如说考虑汛先水位的问题,是在汛期应用有一些规范,但是有一些地方很担心这一次强降雨之后很可能就不来水了,不来水怎么办?他就希望多蓄水,但是多蓄水对下游影响是非常大的,而且如果判断不准,会造成很大的防汛被动。
 
在这方面我们去年实现了强监管。比如刚才也说到太湖要使劲排,要排水。排水这项工作,也是挺麻烦的,也是挺难的。但是如果不去排好水,不去多排水,那你肯定也达不到这个效果。监管完全去靠人工进行监管,显然效益率是很差的。所以我们去年实现包括督察的平台化、督察的全要素化,包括实现督察的全过程化,我们都用了信息化的手段来支撑督察。
 
以上说的是去年在智慧防汛方面的一些实践。
 
第三方面,新时代智慧防汛的思考。
 
水利部的领导刚刚做了变更,2月1日我们原部长由于年龄到了退出领导岗位,原来水利部李部长从安徽省省长回来了。当时搞数字黄河的时候,主要就是他提出来而且在推进的。所以回来了以后,也在给我们布置任务,要求我们全面推进智慧水利,而且明确提出来要从防汛先行启动,我们对防汛的先行启动非常熟悉。他提出不只是大的要求,而且提出了实现的路径。包括我们现在按照部长的要求正在开展这方面的详细的
 
工作方案,详细的规划和具体的实施方案。我们现在要求做的是什么?怎么做?
 
首先是建立数字流场。
 
第二,部长要求首先要建立数字卵生流域,建立了数字卵生流域以后,对于一些工程特别是大型的水利工程,我们要建数字卵生的工程。
 
第三,我们要建立可能影响区域的数字地形。
 
做这些干什么用?特别是数字的卵生流域里面实现“四预”:预报、预警、预演、预案。去年防汛时也确实遇到这样的情况,特别是淮河去年遇到了不少的问题。因为淮河一旦降雨以后,它的缓冲区很短,马上就进到河流,所以很容易形成洪水。按照部长的要求进行预案,提前进行预演很可能对我们的防汛可以产生积极、主动的作用,否则对我们下一步的工作就比较被动,所以我们部长提出来要实现“四预”,利用信息技术,而且要求我们今年在这方面能够实现突破,要有起步。
 
下一步是补充完善监测站网。
 
再一个是利用建设数学模拟系统实现智慧化。
 
以上是我们近期或者今后一段时间我们在努力的方向。
 
我的介绍就到这里,谢谢大家!

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