一线直击 | 揭秘2023年长江防洪调度演练背后的水文科技（上）

“预计未来一周，乌江、洞庭湖水系、长江中游干流附近仍有大—暴雨级别的强降水过程，嘉岷流域有中—大雨级别的降雨……”在水文预报员的预报信息报告中，演练拉开了序幕。

一张张令人揪心的雨量图将现场专家再次拉回24年前。专家们面对的是长江委以1999年型长江上中游大洪水作为本底，并适当放大，形成的“1999+”洪水，高洪水位更高、超额洪量更多、防守难度更大。

不过令人欣慰的是，24年过去了，长江流域防洪工程体系已基本建成，水文工作的各项环境条件更是发生了翻天覆地的变化。24年前，长江流域雨量站数量不及现今数量的十分之一，水文监测站网密度较疏、测报能力较弱。

但这却造成了流域性大洪水背景下暴雨、洪水样本案例少，水雨情信息碎片化的难题，如何将多维度天气要素细化到现有的降雨分区、水文站点、水库的水雨情数据里，成为摆在推演准备前的首要问题。

为了最大程度“重现”24年前的水雨情，并更好地补充放大，长江委水文局通过雨洪连续形态模拟，实现1999年暴雨洪水场景重构。各种尖端水雨情预报分析 “武器”悉数上阵，更高分辨率地数字化再现了1999年长江上中游出现大范围强降雨,上中游洪水再次遭遇的场景。

——利用再分析反演和数值模拟技术，重构“1999+”洪水“风—温—压—湿”等多维度天气要素，通过可视化技术模拟展示流场运动，动态展现大尺度天气环流场。

 “1999+”洪水环流形势动态分析

——利用卫星遥感测雨和雨量站网融合技术，合成不同雨带缩放形态信息，通过时空智能识别技术动态刻画雨带形态，定制化展现降雨时空分布特征。

——利用流域分布式水文模拟技术，结合洪水不同形态缩放组合，动态调整模型参数，实现全流域洪水流场本底分布式模拟。

 预报体系智能构建

——通过天气—降雨—产流—汇流—演进全链条模拟，构建灵活重组、形态连续的雨洪本底化数据，实现“1999+”暴雨洪水信息时空嵌套扩容，为此次推演提供“算据”支撑。

“翔实”的水文情报数据，做到了水工程调度范围全覆盖，让调度现场专家领导仿佛回溯到24年前，真实感受到流域干支流的暴雨连绵和洪水肆虐。

秒级精算——

“长江中下游干流主要控制站水位自6月下旬以来开始上涨，预计后期仍将快速上涨，莲花塘、汉口站水位即将突破警戒。”一声“警戒”，将推演推向白热化。

“三峡水库发生明显涨水过程，初步预计洪水量级将达50000立方米每秒以上。”

“若长江上游水库群按维持在汛限水位附近或以下运行，上游来水将与洞庭湖来水形成恶劣遭遇！”

“请立即分析水库群调度方案，以控制城陵矶莲花塘水位不超过保证水位34.4米。”

随着专家的一声令下，经系统试算和人工校核，2套调度方案即刻编制完成。

现场专家对比调度方案，临阵“出题”修改方案，复杂的演算过程分秒之间即刻完成。长江流域控制性水利工程综合调度支持系统（以下简称“综调系统”），以“秒级精算”惊艳全场。

这是综调系统第二次亮相洪水调度演练，但经过一年的使用和迭代后，它较一年前诞生时的样貌更显成熟和干练。

如今的综调系统，采用预报体系组件式搭建技术，结合流域自适应参数、智能优化方法，快速构建流域水模拟体系，实现全流域分布式产汇流演进模拟，打造了“长江洪水模拟预报引擎”。

 长江洪水模拟预报引擎

如今的综调系统，进一步丰富发展了“全流域、长河系”的预报方案和技术，构建了长江流域全河系1000多套方案，实现长江流域1000余个水文、水量、水质断面，111座水工程的多维、多尺度调控全覆盖。

如今的综调系统，还突破了高速运算的技术瓶颈，通过解耦模型—参数—站点的数据流，形成灵活“借调”“一对多”的计算模式，模型的通用性得到加强。同时，基于分布式部署的模型计算逻辑框架，采用并行计算的方法，同步加速各个预报节点的计算速率，实现覆盖全河系主要控制站和水工程调度方案的“秒级”运算，极大提升预报调度一体化的时效性。

  全流域、长河系“秒级精算”

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