1870年长江流域经历特大洪水

深刻地改变了荆江两岸和

洞庭湖地区水文地理特征

也影响了此后长江流域水文工作和

水利基础设施建设

如今在建设数字孪生流域大背景下

为了完善防洪预报调度系统

完成数字孪生平台的迭代升级

长江流域的防洪调度推演

自然也不能少了

以历史洪水为背景的模拟演练

前几日长江水利委员会水文局就

假设2022年发生1870年历史特大洪水

通过“利器”复原当年形势场和

雨、风、湿、温等多维度天气因素

实现历史洪水信息时空多尺度扩容

搭建起1870年洪水本底

沉浸式模拟了长江流域

控制性水工程联合调度

干流堤防高水位运行

中下游蓄滞洪区分洪运用

等关键决策过程

圆满完成了一次“高科技”调度演练

具体是如何做到的？

       

       

       

复原历史 用算法和数据“再现”洪水

     

由于年代久远，1870年特大洪水的“四情”（雨情、水情、灾情、险情 ） 数据严重缺失，长江委水文局打造了 “信息复原与扩容”的“利器” ，利用洪-雨多维度动态逆向还原技术，重构1870年形势场和“雨-风-湿-温”等多维度天气要素；采用OCR智能识别法复原洪水信息，结合洪水本构关系适配技术，实现了历史洪水信息时空多尺度扩容，形成1870年洪水本底。

重构历史“四情”

在此基础上对病险水库等灾情险情智能诊断再分析，重现当前工况下历史洪水的“四情”。

同时，此次演练还集成水利空间网格高精度DEM（数字高程模型）、高分辨率河道地形及经济社会数据，融合三峡水库等重点水利工程BIM（建筑信息模型）和磁器口、长寿、城陵矶等江段厘米级倾斜摄影数据， 构建空天地立体监测体系 ，实时汇集长江流域3万余站水、雨、工情信息，实现了“宏观、中观、微观”多层数据底板的深度融合，为科学调度和智慧决策搭建了数据底板。

分布式水模拟数据底板

       

       

       

市场＋平台 模型推演支撑预报

     

此次调度演练运用到的 “CJH模型应用市场” 既包括了新安江模型、API模型、相关图模型等传统模型，也集纳了一维水动力CJH?模型、江湖分蓄洪区容积自适应洪水模拟模型、洪水概率预报业务化模型、基于渐进决策理论的降雨预报模型等一系列具有自主知识产权的预报模型。通过与 “CJH建模平台” 无缝结合 ，并构建洪水推演体系，实现各个模型推演结果的综合，为调度演练提供了精准可靠的“算法”保障 。

       

       

       

启动引擎 联调联算实现智慧演算

     

通过打造 “长江洪水模拟预报引擎” ，纳入长江流域全河系近1000多套方案，覆盖长江流域111座水工程、400余个水文站，实现了多节点、多工程、预报调度复杂互馈关系的联动计算，有效支撑流域智慧模拟。

       

       

       

知识平台 调度方案优中选优

     

调度规程知识图谱

此次调度演练还用到实时 洪水调度知识平台 ，平台基于实时调度规则库、历史洪水调度案例库等丰富的信息资料，通过知识图谱技术，将预报调度相关的原理、规律、规则、经验、策略、方法等信息结构化，再结合神经网络、支持向量机、深度学习等智能技术，运用知识图谱推理方法，智能推荐调度方案集，以便做出最优防汛调度决策。

实时洪水调度知识平台方案集推荐流程

推演不是目的

目的是 通过对历史洪水防洪调度演练

提升各端口技术和智慧平台的水平

推进长江流域数字孪生平台的迭代升级

全面提高流域“四预”能力

全力保障长江安澜

本文 有删改

资料来源 丨《长江水文“硬核利器 ” 助力1870年洪水防洪调度演练 》 秦昊、邢雯慧、郑力