WebGIS長江流域防洪調(diào)度系統(tǒng)與實現(xiàn)

近年來,由于極端氣候變化影響和城市過度擴(kuò)張,長江流域頻繁發(fā)生的洪水災(zāi)害嚴(yán)重威脅到沿江人民的生命和財產(chǎn)安全,成為制約流域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。通過探討氣候變化與城市洪澇災(zāi)害的形成因素,闡明城市化與城市洪澇災(zāi)害的密切關(guān)系。在研究河流、湖泊、濕地、綠地的布局和防洪功能的基礎(chǔ)上,提出城市生態(tài)防洪的理念,研究對于協(xié)調(diào)城市的人水關(guān)系,解決城市特有的洪澇問題,推動流域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 長江流域防洪工程體系 經(jīng)過60多年的防洪建設(shè)，長江中下游已初步形成以堤防為基礎(chǔ)、三峽水庫 為骨干，其他干支流水庫、蓄滯洪區(qū)、河道整治工程及防洪非工程措施相配套的 綜合防洪減災(zāi)體系。 一、防洪工程 （一）堤防工程 長江中下游堤防，包括長江干堤、主要支流堤防，以及洞庭湖區(qū)、鄱陽湖區(qū) 等堤防，總長約30000公里，是長江防洪的基礎(chǔ)。目前，長江中下游3900余公 里干堤已全部完成達(dá)標(biāo)建設(shè)。 長江中下游干流堤防設(shè)計洪水位分別為沙市45.00米、城陵磯34.40米、漢 口29.73米、黃石27.50米、湖口22.50米、大通17.10米、蕪湖13.40米（有臺 風(fēng)為13.50米）和南京10.60米（有臺風(fēng)為11.10米）。 荊江大堤、無為大堤、南線大堤、漢江遙堤以及沿江重點防洪城市堤防為1 級堤防。松滋江堤、荊南長江干堤、洪湖監(jiān)利江堤、岳陽長江干堤、

烏江流域思南縣城、沿河縣城、彭水縣城等防護(hù)對象堤防建設(shè)的實際防洪能力低于規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn),而且由于受上游水庫的下泄和下游水庫水位頂托的雙重影響,導(dǎo)致流域的整體防洪能力不足。為了使上述3縣城的堤防建設(shè)達(dá)到防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),對烏江流域防洪調(diào)度現(xiàn)狀和存在的問題進(jìn)行了分析研究,在此基礎(chǔ)上,建立了梯級水庫聯(lián)合防洪調(diào)度模型和水庫回水計算模型。以彭水縣城為例,運(yùn)用上述兩種模型進(jìn)行了模擬計算分析,根據(jù)分析結(jié)果,提出了防洪調(diào)度措施、不承擔(dān)防洪任務(wù)水庫應(yīng)急調(diào)度以及應(yīng)急轉(zhuǎn)移等一些應(yīng)對措施,可為烏江流域防洪調(diào)度提供技術(shù)支撐和決策參考。

建立完善的長江流域防洪政策法規(guī)體系,是長江流域防洪體系建設(shè)的重要內(nèi)容,也是流域防洪體系的重要組成部分。只有工程措施與非工程措施相結(jié)合才是徹底解決長江防洪問題的根本出路。從解決突出問題的實際出發(fā),對長江流域分蓄洪區(qū)建設(shè)與管理政策法規(guī)、洪水保險政策法規(guī)、汛期排澇政策法規(guī)、防洪水庫調(diào)度管理政策法規(guī)進(jìn)行了研究,提出了相應(yīng)的措施及建議。

長江流域防洪規(guī)劃的實施,將全面提高流域的防洪標(biāo)準(zhǔn),以保障流域經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。分析了該規(guī)劃實施后所取得的綜合社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益,并將防洪規(guī)劃項目分地區(qū)、分類型劃分,按“擴(kuò)大指標(biāo)法”分析估算防洪規(guī)劃方案實施后的多年平均防洪效益。通過1997年工情和2010年工情的對比,還分析估算了防洪規(guī)劃方案實施后遇類似1954、1998年型洪水時的防洪效益。

長江干流全長6300km,流域面積180萬km2,占全國陸地總面積的18.8%,居住著全國約1/3的人口。流域內(nèi)氣候溫和,雨量豐沛,多年平均水資源總量9616億m3,占全國水資源總量的36%。長江流域防洪規(guī)劃始于20世紀(jì)50年代,長江水利委員會在1959年編制的《長江流域綜合利用規(guī)劃要點報告》中就對長江流域的防洪進(jìn)行了較為系統(tǒng)的規(guī)劃,1972、1980年兩次長江中下游防洪座談會對其中的防洪規(guī)劃又進(jìn)行了系統(tǒng)的完善?；趯﹂L江流域防洪形勢演變的理解,分析了新編長江流域防洪規(guī)劃的特點,并依據(jù)專家對該規(guī)劃的審查,討論了規(guī)劃觸及的相關(guān)焦點問題,最后給出了看法和意見。

在新形勢下,特別是中央提出長江共抓大保護(hù),不搞大開發(fā),堅持走生態(tài)優(yōu)先,綠色發(fā)展的道路,水庫群越來越得到社會各界的廣泛關(guān)注.闡述了長江流域水庫群聯(lián)合調(diào)度工作取得的積極進(jìn)展,分析了長江流域水庫群聯(lián)合調(diào)度工作存在的主要問題,提出了長江流域水庫群聯(lián)合調(diào)度工作方向,從進(jìn)一步完善聯(lián)合調(diào)度體制機(jī)制、加強(qiáng)聯(lián)合調(diào)度技術(shù)研究、拓展聯(lián)合調(diào)度范圍和規(guī)模、提高水文氣象預(yù)測預(yù)報水平、提升聯(lián)合調(diào)度信息化水平等方面持續(xù)推進(jìn)長江流域水庫群聯(lián)合調(diào)度工作,保障流域防洪安全,促進(jìn)水資源高效利用,維護(hù)長江優(yōu)良生態(tài),實現(xiàn)水庫群整體最佳綜合效益.

本文通過對長江洪水原因進(jìn)行分析,對生態(tài)重建提出一系列建議:對流域的土地利用和土地覆被進(jìn)行綜合考察和評價;在流域可持續(xù)發(fā)展的總體框架下制定生態(tài)恢復(fù)計劃。

長江干流橫貫我國東西,是我國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的區(qū)域之一,但同時也是生態(tài)承載力過重、環(huán)境極為脆弱、資源消耗過量的地區(qū)。長江中下游頻繁的洪水災(zāi)害與水質(zhì)的持續(xù)惡化是沿江人民的心腹之患,嚴(yán)重制約了國民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。長江防洪策略應(yīng)該不斷更新完善,更加突出防洪與社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系,新時期更多進(jìn)行防洪工程措施與非工程措施的匹配研究,偏重非工程措施建設(shè),加強(qiáng)小流域與城市防洪、利用洪水體系建設(shè),加大全民宣傳力度,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,充分利用洪水資源。

2018年汛期,長江發(fā)生2次編號洪水,長江流域氣象中心圍繞長江防汛抗旱和水電生產(chǎn)開展水庫優(yōu)化調(diào)度氣象服務(wù),抓住水庫安全消落、平穩(wěn)度汛和汛后蓄水3個關(guān)鍵服務(wù)內(nèi)容,從氣候預(yù)測、天氣預(yù)報和災(zāi)害預(yù)警等多個環(huán)節(jié)提升水庫群聯(lián)合調(diào)度氣象服務(wù)水平。分析了2018年長江流域氣候特點,總結(jié)了長江流域氣象中心水庫調(diào)度氣象服務(wù)的開展情況,闡述了長江流域水庫調(diào)度氣象服務(wù)工作的新需求,提出了加強(qiáng)水庫調(diào)度氣象服務(wù)頂層設(shè)計、提高水庫調(diào)度氣象科技支撐能力、提升氣象與行業(yè)信息的共享水平等推動氣象服務(wù)持續(xù)向好發(fā)展的新思路。

中澳長江防洪及管理項目中引進(jìn)水文urbs模型,綜合介紹了urbs模型的基本原理以及在長江流域的應(yīng)用情況。urbs模型充分考慮流域下墊面水文特性的空間差異對流域降雨徑流形成的影響,將流域分成若干個子分區(qū),在各子分區(qū)上分別進(jìn)行產(chǎn)匯流模擬并分段演算至流域出口斷面。該模型是繼新安江模型、api模型后在長江流域廣泛適用的一種新的水文模型,對于長江水文預(yù)報中采用多模型比較,提高降雨徑流預(yù)報精度,特別是無資料地區(qū),具有較大的實用價值。

長江流域是國內(nèi)城鎮(zhèn)化水平較高、工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。主要城市又是各地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、商貿(mào)、科技、文化的中心,因此城市對防洪提出了新的要求。長江流域防洪規(guī)劃實施后,將極大地提高主要防洪城市的抗洪能力,同時防洪工程的實施也會對環(huán)境產(chǎn)生影響。針對主要城市解決防洪問題擬采取的工程、生物和管理措施,從環(huán)境保護(hù)、景觀生態(tài)學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的觀點出發(fā),分析實施這些措施對城市環(huán)境可能造成的影響,并提出對策措施。

長江流域水患的原因是多方面的,在這些原因中又以其泥沙的問題最為突出,而水土保持是控制泥沙的根本,文章認(rèn)為在長江流域的治理中,采取有效的水土保持措施是治本之法。

長江流域治理開發(fā)的首要任務(wù)是防洪,防洪就是預(yù)防洪水對流域內(nèi)人類社會、生態(tài)與環(huán)境的破壞,具有維護(hù)和改善流域生態(tài)環(huán)境的重要作用。防洪規(guī)劃的目的是為防御洪澇災(zāi)害,實現(xiàn)“人水和諧”。防洪規(guī)劃涉及的范圍廣,規(guī)劃的防洪體系建立完善后將會產(chǎn)生巨大的防洪效益,但也會對各流域的生態(tài)與環(huán)境產(chǎn)生影響。主要分析規(guī)劃方案實施可能對生態(tài)與環(huán)境造成的不利影響,從保護(hù)生態(tài)與環(huán)境的角度,提出調(diào)整、優(yōu)化規(guī)劃方案的意見,為決策提供科學(xué)依據(jù);同時,針對規(guī)劃推薦方案,提出預(yù)防、降低、修復(fù)或補(bǔ)償因規(guī)劃實施可能造成的不良環(huán)境影響的對策和措施,使防洪規(guī)劃和生態(tài)與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。

2005年汛期,遼河流域的大伙房、觀音閣、清河、柴河等大型水庫上游發(fā)生大洪水和較大洪水,遼寧省被國家確定為洪水重災(zāi)區(qū)。遼寧省按照“適度承擔(dān)風(fēng)險,有效控制風(fēng)險,主動規(guī)避風(fēng)險”的原則,科學(xué)調(diào)度,充分發(fā)揮大型水利工程的防洪減災(zāi)作用,將暴雨洪水的影響和災(zāi)害損失降到了最低限度,實現(xiàn)了防洪減災(zāi)效益最大化的目標(biāo),并探索出了一種“全信息動態(tài)綜合優(yōu)化預(yù)報調(diào)度”的新方法。

長江流域濕潤地區(qū)生態(tài)需水探討——生態(tài)需水研究越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的重視，長江流域水生態(tài)系統(tǒng)的健康對流域水資源乃至全國水資源的可持續(xù)利用有著極其重要的意義。研究流域生態(tài)需水種類，探討生態(tài)需水研究重點及其分析計算方法，旨在更好地尋找解決濕潤地區(qū)生...

可公度性表示自然界事物之間的一種秩序?？晒刃约锤胖芷?是周期性的一種擴(kuò)展?；诳晒刃畔㈩A(yù)測理論,初步探討了水旱災(zāi)害事件概周期(灰周期)外推的數(shù)列預(yù)測方法。采用三元可公度公式直接外推法對長江流域洪水進(jìn)行了預(yù)測,并結(jié)合可公度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖分析了其物理機(jī)制。初步估測顯示,未來長江中下游大洪水可能發(fā)生在2008年和2013年左右,長江上游的大水年和大旱年分別可能發(fā)生在2009年和2007年左右。該方法有較強(qiáng)的物理成因基礎(chǔ),模擬精度較高,外延預(yù)報精度有待事實檢驗。

水資源質(zhì)量評價是水資源調(diào)查評價的組成部分,是長江流域水資源綜合規(guī)劃的重要內(nèi)容。通過對長江流域1553個水質(zhì)監(jiān)測站點的監(jiān)測資料進(jìn)行分析,從水化學(xué)特征、河流及湖庫現(xiàn)狀水質(zhì)、湖庫營養(yǎng)狀態(tài)、水功能區(qū)達(dá)標(biāo)情況和地下水現(xiàn)狀水質(zhì)及污染等方面,對長江流域水資源質(zhì)量進(jìn)行了評價。結(jié)論表明:長江流域地表水水質(zhì)總體較好,局部區(qū)域趨向惡化;地下水現(xiàn)狀水質(zhì)總體較差,污染較為嚴(yán)重。

本文闡述了長江流域水利綜合站網(wǎng)展示系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)和意義，在需求分析的基礎(chǔ)上提出系統(tǒng)設(shè)計的總體架構(gòu)和技術(shù)路線，并從數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)訪問、緩存技術(shù)以及瓦片金字塔和gis服務(wù)技術(shù)等方面分析了系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵支撐技術(shù)，最后就系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和主要實現(xiàn)的功能模塊進(jìn)行了介紹。

本文闡述了長江流域水利綜合站網(wǎng)展示系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)和意義，在需求分析的基礎(chǔ)上提出系統(tǒng)設(shè)計的總體架構(gòu)和技術(shù)路線，并從數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)訪問、緩存技術(shù)以及瓦片金字塔和gis服務(wù)技術(shù)等方面分析了系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵支撐技術(shù)，最后就系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和主要實現(xiàn)的功能模塊進(jìn)行了介紹。

本文闡述了長江流域水利綜合站網(wǎng)展示系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)和意義，在需求分析的基礎(chǔ)上提出系統(tǒng)設(shè)計的總體架構(gòu)和技術(shù)路線，并從數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)訪問、緩存技術(shù)以及瓦片金字塔和gis服務(wù)技術(shù)等方面分析了系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵支撐技術(shù)，最后就系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和主要實現(xiàn)的功能模塊進(jìn)行了介紹。

水庫是長江流域防洪抗旱減災(zāi)體系的重要組成部分,也是近期長江流域工程體系變化最大的部分,依托黃金水道建設(shè)長江經(jīng)濟(jì)帶的國家戰(zhàn)略部署對長江流域水庫調(diào)度管理提出了更高的要求?？偨Y(jié)梳理了近年長江流域控制性水庫在防洪抗旱等方面開展聯(lián)合調(diào)度的探索與實踐以及取得的顯著效益,結(jié)合流域發(fā)展的新形勢、新要求、新常態(tài),對控制性水庫聯(lián)合調(diào)度提出了工作建議。