钦江流域防洪防潮决策支持系统方案0617Word文档下载推荐.docx

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洪水灾害最严重是1971年5月底至6月初的7106号台风引发的暴雨洪水，48h暴雨量达550mm，钦江汇集上下游各支流洪水后水位迅涨，钦州城区出现12.03m的高洪水位，超过警戒水位3.03m，是解放以来的最高值，城区内80%以上的街道被洪水淹没，受灾面积2.34万hm2，坍倒房屋1.27万间，海河堤缺口143处，长度1270m。

目前，钦江流域在钦州以上的范围内，有大型水库l座，中型水库4座，小型水库及山塘10多处，总库容3亿多m3，控制面积375km2，占钦州集雨面积的16.8%。

上述水利工程对钦江洪水有一定的调节作用，但工程防洪库容较小，均以蓄水灌溉为主，汛期则以保证水库自身的安全为原则来编制控制水位方案运行。

因此，在正常情况下，对河流的洪水，尤其是对灾害性洪水，其调蓄作用不甚明显。

随着沿海地区的发展，钦江防洪与经济发展的矛盾越来越突出，从钦江整体流域范围看，现有防洪设施标准较低，险堤隐患较多，防洪规划与城区规划不同步，资金投入不足等问题长期存在。

近年来防洪建设资金投入虽有所增加，由于防洪工程量大，任务重，需要大量的人力、物力和财力的投入，在短期内难以提高防洪工程标准。

此外，钦州市目前尚无完善的洪水预报调度系统，在遭遇大洪水或风暴潮情况下，存在较大防洪安全隐患。

近年来由于钦州经济快速发展及城市化扩张，流域集水区下垫面多样性以及洪水暴雨径流本身形成机制的复杂性，目前尚无较为完备实用的防洪防潮决策支持系统，难以有效准确的进行洪潮灾害预警预报。

因此，必须从整个流域角度出发，采用现代信息化技术以及计算机模拟技术，借鉴国内外洪水预警预报先进经验，构建流域水雨情测报及调度系统，开发具有现代化技术水平、便于维护和管理的防洪防潮决策系统软件平台，在钦江水量调度中实施水库多目标联合调度，对于加强钦江水资源的统一管理和统一调度，制定可具体实施的钦江水量调度方案，优化钦江水资源配置，缓解区域用水矛盾，防止下游生态环境恶化等问题具有重要的生产意义。

2.研究目标

在广西水利科学研究院已初步开发完成的流域水安全信息集成平台以及南流江盐水入侵平台基础上，结合钦江流域已有的水雨情、工情和网络、数据交互平台，融合水安全信息集成平台中的流域产汇流模型以及河道水动力演进模型，实现防汛信息资源的交换与共享，构建不同频率工况条件下钦江防洪防潮调度模型及其预案，提高预报精度，实现不同洪水或潮水遭遇下错峰削峰智能对比，从根本上改善钦江流域防洪调度低效的局面，提高信息资源的开发应用能力与水平，达到全面提升钦江流域防汛指挥能力的目的。

3.研究内容及技术路线

3.1研究内容

根据流域防洪防潮调度的实际需要，以现行的防洪防潮调度工作流程为基础，通过对现行洪水预报方案、调度规则、分析计算方法进行归纳整理，建立服务于实时防洪防潮调度决策的预报调度模型及其软件平台。

借助此平台，实现数据管理、模型建立与管理、专用数据库管理、数据信息检索与查询、单元产汇流、水库预报调度、河道洪水演进、水库优化调度、成果可视化显示、成果管理和系统管理等功能。

本项目内容拟分两期进行：

一期内容是构建钦江流域水系一维产汇流模型及二维河道水动力学模型为基础为流域防洪防潮调度平台，借助流域现有工情、水雨情信息对模型进行率定与验证，实现对洪水潮水的模拟和洪峰预测功能。

在此基础上，根据钦江流域调洪错峰的要求，选择流域特定控制断面进行洪水错峰削峰模型设计，在现有预测精度基础上初步实现洪水潮水遭遇时错峰削峰调度功能。

二期内容是在一期目标基础上，通过增加钦江干、支流断面以及近海特征断面测量，收集资料缺乏地区的水雨情信息，对模型进行补充率定；

对钦江流域计算网格与分区进行再优化，增加各座大中型水库泄洪排水作为边界，增加关键位置的补充勘测，确保模型各类边界精度达到要求；

增加河道与水库的水动力耦合，在此基础上，按照青年水闸防洪防潮调度的基本要求，对主要洪水频率工况下设置不少于5种调度方案，借助计算机程序设计，实现洪水遭遇过程中不同调度方案错峰与削峰效果智能对比，并对相应的结果进行演进展示以及对洪水损失进行评估。

3.2技术路线

本项目的研究开发首先在现有平台和水雨情数据的基础上，提取、组织和文档化项目需要的功能和限制，跟踪和文档化折衷方案和决策；

然后进行需求研讨和总结需求概要对决策系统模块进行设计；

基于构件的体系结构进行可视化软件建模，设计灵活的、可容纳修改的、直观的、易于理解且促进有效软件重用的弹性结构，实现清晰功能的模块、子系统；

最后进行软件编码并进行测试，软件测试共分为单元测试、集成测试、系统测试、验收测试四个方面，如图3-1。

图3-1钦江防洪决策系统方案技术路线图

4.所需资料清单

本项目所需资料分布于防汛、水文、气象、测绘、交通等部门，涉及较多的基础信息资料收集，基础资料的有效性和完整性对模型预测的精度和项目的顺利完成具有决定性意义。

收集的具体数据详述如下：

4.1地形数据

收集到钦江流域30m栅格数据，钦江河道断面测量数据，各水文站实测大断面数据，GIS数据等，见表4-1所示。

表4-1收集的地形数据一览表

数据名称

数据格式

数据源

描述

备注

30m栅格数据

DEM

测绘部分

流域内各市县防洪图

Dwg/Shape

防汛部门

地区1:

25万GIS数据

Shape

测绘部门

县级以上城区1:

1万DLG数据

市/县级防洪工程分布图（2010年以后）

图纸

水文部门

钦江主要河道断面数据；

水位大断面测量数据；

水库基础资料等

Excel\

文本

水文/交通部门

原则上河道每2公里一个河底地形断面，断面不少于15个监测点，河道弯曲大的地方断面加密

4.2水雨情数据

收集钦江流域所有水文站、雨量站1984年至2014年日均水位、流量、雨量、蒸发资料，1984年至2014年期间至少5场较大洪水中，涉及降雨区所有水文站、雨量站时段水位、流量、雨量、蒸发等摘录资料，详见表4-2所示。

表4-2需收集的水雨情数据一览表

1984~2014年

水文气象数据

Excel

流域内所有站点日均水位、流量、雨量、蒸发资料

1984~2014年5场以上较大场次洪水要求摘录

场次降雨涉及所有站点时均水位、流量、雨量、蒸发资料

4.3流域内各水工建筑物水量交换记录及调度规则

钦江流域已建枢纽泄洪建筑物尺寸、进库记录、泄洪记录、已有调度规划、实际调度规则、控制性水文（位）站历年监测资料。

流域内中型以上水库集水范围图、集水范围内控制性雨量站、水文（位）站历年监测资料、泄洪记录以及已有调度规划、实际调度规则等。

5.系统总体结构

钦江流域防洪决策系统采用三层结构（图5-1），即数据层、技术支撑层和应用服务层。

根据洪水管理系统的特点，决策支持是整个系统的核心，GIS、模型和数据库都为它服务以提供决策支持的功能。

根据决策要求，由决策支持系统调用数据、信息以及调度模型的运行，并基于GIS显示结果。

防汛GIS系统在数据库的支持下提供信息服务，包括显示能为决策提供支持的计算结果。

决策支持和信息服务是本系统的两大功能。

因此，在系统结构上把决策支持系统和防汛GIS系统一并纳入应用服务层，这是与一般防汛指挥系统有区别的地方。

按照系统的总体结构，系统分成数据库、模型、GIS、决策支持等四个子系统。

如图5-2所示。

图5-1系统整体结构图

图5-2数据库与各子系统的关系

6.预期成果

（1）实现系统要求的所有基本功能和流程，完成各子系统功能模块功能，成功率定模型（产、汇流模型等）各项参数。

实现了洪水潮水管理信息的资源共享，对相关信息实现实时传输，并对数据进行综合管理、分析处理和决策支持应用。

（2）基于数据库管理技术，建立研究流域的实时水雨情数据库，实现基础数据的科学存储与管理，完成流域内主干河道地形数据的存储，流域地理信息数据的存储。

（3）完成钦江流域防洪决策系统的搭建，同时将流域水雨情数据与GIS系统有机结合在一起，实现方便、直观、专业的数据查询、分析与评价。

（4）通过防洪防潮决策系统的获取较高精度的流域洪水潮水演进预报结果，应用决策系统对流域内水库进行联合调度，实现汛期洪水错峰、削峰的作用。

7.经费预算

一期费用，包括基础资料收集与购买、洪水潮水调度通讯及展示硬件平台以及洪水潮水调度及决策支持软件系统三大部分组成。

其中，基础资料收集与购买，包含对流域水雨情、工情数据收集所产生的资料费、测试费共计5.0万元；

水库大坝大断面测量、河道关键断面补充测量所产生的勘察测量费、测试费共计10.0万元；

洪水调度通讯及展示硬件平台，包括计算机、服务器、网络设备、通讯设备、展示屏、交互系统等共计27万元。

洪水潮水决策支持软件系统，主要包括构建钦江流域水系一维产汇流模型及二维河道水动力学模型为基础为流域防洪调度平台，借助流域现有工情、水雨情信息对模型进行率定与验证，实现对洪水的模拟和洪峰预测功能，在此基础上，根据钦江流域调洪错峰的要求，选择流域特定控制断面进行洪水错峰削峰模型设计，在现有预测精度基础上初步实现洪水遭遇时错峰削峰调度功能，如表7-1。

表7-1钦江防洪防潮决策支持系统一期费用预算表

二期费用，包括在一期目标基础上通过增加钦江干、支流断面测量，收集资料缺乏地区的水雨情信息，对模型进行补充率定；

增加河道与水库群的水动力耦合，在此基础上，按照钦江枢纽防洪调度的基本要求，对主要洪水频率工况下设置不少于5种调度方案，借助计算机程序设计，实现洪水遭遇过程中不同调度方案错峰与削峰效果智能对比，并对相应的结果进行演进展示以及对洪水损失进行评估。

主要组成包括基础资料收集与购买、洪水调度通讯及展示硬件平台以及洪水调度及决策支持软件系统三大部分组成。

水库大坝大断面测量、河道关键断面补充测量所产生的勘察测量费、测试费共计30.0万元；

洪水调度通讯及展示硬件平台，包括计算机、服务器、网络设备、通讯设备、展示屏、交互系统等补充与维护共计5.0万元，洪水调度及决策支持软件系统共计172万元。

如图7-2所示。

表7-2钦江防洪防潮决策支持系统二期费用预算表

8.预期项目成果大样

城市街区泄洪模拟算例

9.附件