洪水预报系统应用实例分析

GIS技术在龙河口水库洪水预报中的应用

摘要:地理信息系统平台基础上,提高流域洪水预报精度,预报精度达到85%以上。

关键词:GIS 洪水预报 BS 条件 成果

地理信息系统GIS(Geographic Information Sys2tem)是20世纪60年代中期兴起的一门交叉边缘学科。它利用计算机建立地理数据库,将空间地理分布状况及所具有的属性进行数字存储,建立数据管理系统,同时开发各种分析和处理功能,以便快速获取信息,并将处理结果以地图、图形及数据的形式表示出来。

龙河口水库是以防洪灌溉为主,结合发电、供水、水产等综合利用的水利工程。总库容8.196亿立方米,设计灌溉面积151万亩,防洪面积53万亩。保护着三个县100多万人口和合九铁路、206国道及合铜高等级公路的安全。2005年安徽省龙河口水库管理处与武汉大学水利水电学院合作进行考虑上游人类活动的龙河口水库防洪减灾系统研究。

洪涝灾害与自然界水循环规律的变化有着密切的联系,而人类活动对流域的水循环的因素很大的影响。近几年安徽省龙河口水库上游修建了许多的水利工程,改变了流域的下垫面,流域的水循环规律发生改变,原有的洪水预报方案已不再适用于上游流域,必须研究人类活动对龙河口水库防洪系统的影响,重新研制洪水预报模型,确保流域防洪安全。项目主要研究龙河口水库上游人类活动对流域水循环规律的改变,在地理信息系统平台基础上,加深对流域陆地表面水文过程的了解,建立新一代水文分布式物理模型和概念性产汇流模型,以提高流域洪水预报精度;将原有基于CS模式下的龙河口水库洪水预报调度系统升级更新至BS模式,并对洪水演进和淹没进行三维空间的动态模拟仿真,开发出功能齐全,界面友好的流域水文水资源管理系统GIS应用软件。

1 项目研究的目的、意义和研究内容

近几年安徽省龙河口水库上游修建了许多的水利工程,改变了流域的下垫面,使得流域的水循环规律发生改变。由于洪涝灾害与自然界水循环规律的变化有着密切的联系,在流域水循环规律发生变化的情况下,原有的洪水预报方案已不再适用于上游流域,必须研究人类活动对龙河口水库防洪系统的影响,重新研制洪水预报模型,确保流域防洪安全。研究人类活动对龙河口水库流域防洪系统的影响,从科学层次上回答了人类活动对水循环规律的影响,弄清流域洪涝灾害成因,提高流域洪水预报精度;在实践层次上能够改变流域防洪现状,更合理地运用水库工程科学地调度洪水,最大限度地发挥各水库和河坝的防洪抗旱效益,提高流域现代化管理水平。

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。

２０１３年第６期　（第４ｌ卷）　黑龙江水利科技　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｎｏ．６．２０１３　（Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．４１）　

文章编号：１００７—７５９６（２０１３）０６—００２３—０４　

洪水预报与数值模拟技术在城市防洪中的应用　

——以浑河沈阳城市段为例　

马　涛　，吕爱民　田　田　Ｉ技术论坛８　

口　口日　口口　（１．辽宁省水利水电科学研究院，沈阳１１０００３；２．沈阳市浑河管理中心，沈阳１１００１１）　

摘要：对城市防洪、非工程措施、洪水预报与数值模拟技术的重要性进行阐述，结合浑河沈阳　城市段分别从预报方案和预报系统技术对系统的功能结构进行归纳总结。同时，介绍　

了数值模拟技术在城市防洪中的应用情况，提出具有继承性和发展性自动化系统解决　

方案。应用该系统妥善解决了浑河防洪减灾中原有存在的疑难问题，为浑河防洪减灾　

工作提供全面支持。　

关键词：洪水预报；数值模拟；系统功能；城市防洪；浑河　

中图分类号：Ｐ３３８．９　文献标识码：Ａ　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆｌｏｏｄ　Ｆｏｒｅｃａｓｔ　ａｎｄ　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｕｒｂａｎ　Ｆｌｏｏｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　

——Ｃａｓｅ　ｓｔｕｄｙ　ｆｏｒ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｕｒｂａｎ　Ｒｅａｃｈ　ｏｆ　Ｈｕｎ　Ｒｉｖｅｒ　

ＭＡ　Ｔａｏ　ａｎｄ　ＬＶ　Ａｉ．ｍｉｎ　

（１．Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１１００３１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｃｉｔｙ　Ｈｕｎ　Ｒｉｖｅｒ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１１００１１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｒｂａｎ　ｆｌｏｏｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ｎｏｎ—ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｆｌｏｏｄ　ｆｏｒｅｃａｓｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｏｆ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｆｒｏｍ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ　ａｎｄ　ｓｙｓｔｅｍｉｃ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｏｍｂｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　ｕｒｂａｎ　ｒｅａｃｈ　ｏｆ　Ｈｕｎ　Ｒｉｖｅｒ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｕｒｂａｎ　ｆｌｏｏｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｃｏｎｔｉｎｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｅｌｌ　ｓｏｌｖｅｄ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｄｉｆｉｃｕｌｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｉｎ　Ｈｕｎ　Ｒｉｖｅｒ　ｆｌｏｏｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｄｉｓａｓｔｅｒ　ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ　ｅｆｆｏｒｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｌｏｏｄ　ｆｏｒｅｃａｓｔ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｓｙｓｔｅｍ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｕｒｂａｎ　ｆｌｏｏｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ；Ｈｕｎ　Ｒｉｖｅｒ　

年第期（总第期）洪水预警报系统软件在防汛指挥中的应用

洪水预警报系统软件在防汛指挥中的应用

福州市马尾区人民政府防汛抗旱指挥部办公室陈清

[摘要]从马尾区洪水预警报系统软件的数据接收、纠错、查询统计、报表输出、展示等方面介绍其在防汛指挥中的应用。

[关键词]预警报系统防汛指挥马尾区

马尾区洪水预警报系统目前在区内已建5处自动测报站

和1个中心站（目前还有6个自动测报站和1个分中心站在

建设中），还可实时接收共享福州市内河洪水预警报系统在马尾区上下游部分测站的数据。洪水预警报软件通过建立统

一、标准数据库，将数据进行整合并展示，为马尾区的防汛指挥方便快捷地提供雨情、水情等实时信息，提高了马尾区

的防汛指挥能力。

1软件功能简介

软件从功能结构上划分为6个模块：数据接收、自动纠错、查询统计、报表输出、数据维护、综合展示。

1.1数据接收软件开发了数据自动接收功能，可自动读取前置机的雨水情数据并写入数据库，可设置读取时间间隔，通常情况下

设为5分钟。解决了数据接收的兼容性问题，避免在服务器运行多个程序，节约资源。

1.2数据纠错由于原始的汛情数据会由于数据突变、数据跳跃、信号中断、数据阻塞、信号串扰、冒大数冒负数以及一些人为的

测试及更换设备所造成的汛情数据的错误，对防汛过程中的决策就造成了一定的影响。因此，通过接收时间、相邻原始

数据、雨量阀值等参数的设定，可将错误数据删除。在对汛

情中的水情数据进行纠错时，首先读入最后两个原始的水情数据，并对水位值与时间分别进行比较；如若前后两个水情

数据的水位差值与时间差值都在用户设定的许可范围内，则为正确数据生成差值并直接写入水情库；否则生成错误标志

与记录一起写入水情库。在对汛情中的雨情数据进行纠错时，

首先读入最后两个原始的雨情数据，并对雨量值与时间分别进行比较；如若前后两个雨情数据的雨量差值与时间差值都

在用户设定的许可范围内，则为正确数据生成差值并直接写入雨情库；否则为错误数据，这时再往前读入倒数第三个数