黄河防洪预报调度与管理耦合系统在防洪决策中的应用

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1、黄河防洪预报调度与管理耦合系统在防洪决策中的应用黄河水利委员会防汛抗旱办公室祝杰黄河水利委员会国际合作与科技局范洁摘　要　黄河防洪预报调度与管理耦合系统的最终目标是实现暴雨预报、洪水预报、洪水调度和指挥调度的有机结合。首期建成的系统已开发出信息提取、水文分析、可视化洪水预报、结果显示与输出、系统与数据库管理等模块，系统既能根据实时洪水预报过程进行实时调度，又能根据洪水过程进行综合分析。洪水预报和调度系统实现耦合，构成了一个较为完整的决策支持体系，并在近年来的防汛工作中得到应用。关键词　洪水调度洪水预报

2、水库　耦合系统　防洪决策一、系统概述黄河防洪有三个主要的业务环节：情报预报、指挥调度和查险抢险。黄河防洪预报调度与管理耦合系统就是把防洪各个业务环节的应用系统耦合起来，最大限度减少黄河防洪各个环节之间信息交换所浪费的时间，以提高黄河下游主要控制站洪水预警预报的时效性，为黄河下游的防洪决策节省宝贵的时间。二、黄河防洪预报调度与管理耦合系统流程黄河防洪预报调度与管理（耦合）系统的系统流程见图1。各类气象信息数值天气预报子系统降雨数值天气、洪水预报耦合模块洪水预报子系统洪水预报、洪水调度耦合模块洪水调度子系

3、统指挥调度子系统水情、工情、险情、灾情洪水调度、指挥调度耦合模块河道洪水水情、工情、险情水库泥沙冲淤数学模型下游河道水沙运动模型图1黄河防洪预报调度与管理系统流程图三、系统结构黄河防洪预报调度与管理（耦合）系统实现了天气预报、洪水预报、洪水调度、指挥调度的有机结合和统一。其中数值天气预报、洪水预报模块耦合了数值天气预报模型和洪水预报模型，洪水预报、洪水调度耦合模块有机地结合了洪水预报模型和洪水调度模型，洪水调度、指挥调度耦合模块则耦合了洪水调度模型和指挥调度模型。防洪数据库贯穿整个耦合系统，把天气预报

4、、洪水预报、洪水调度、指挥调度子系统有机地结合在一起，体现了防洪预报和指挥调度的优化结合。图2黄河防洪预报调度管理耦合系统基本框架示意图天气预报洪水预报洪水调度防汛指挥工情险情抢险救灾应用服务平台实时水雨情数据库洪水调度数据库险情工情数据库地理信息数据库WEB服务器……功能层中间层数据层标准应用开发API耦合数据库黄河防洪预报调度与管理（耦合）系统基本框架如下图：四、系统功能首期建设的黄河防洪预报调度与管理耦合系统主要包括洪水预报、洪水调度子系统，初步建成指挥调度模型，以及洪水预报和防洪调度的耦合模块

5、，其主要功能如下：1.洪水预报子系统该系统以水文、等综合数据库为支持，进行黄河三花间流域产汇流水文模型开发，并在B/S构架下，开发了信息提取、水文分析、可视化洪水预报系统、结果显示与输出、系统与数据库管理等模块。2.防洪调度子系统既能根据实时洪水预报过程作实时调度方案计算，又能根据设计洪水过程作方案分析计算；能够进行小浪底、三门峡、故县、陆浑水库群的联合调洪计算；并对调度结果进行管理，存入防洪调度数据库。3.预报调度耦合模块洪水预报与调度耦合以耦合数据库为基础、信息网络为平台，实现两者合理配置，相互协

6、调，从而构成一个较为完整的决策支持体系。4.实时指挥调度系统该系统包括防汛信息、防汛工作、防汛组织、指挥调度规程、指挥调度决策等四大主要模块。可对黄河防汛调度工作概化流程图、黄河指挥调度命令库、黄河指挥调度预案库进行可视化管理，以实现防汛指挥调度工作的自动化和组织实施的智能化，数据从指挥调度数据库中提取。五、关键技术在该系统的开发过程中，采用了如下的技术：1.B/S体系结构在系统的开发设计中，采用了B/S结构，用户界面完全通过WWW浏览器实现，部分事务逻辑在前端实现，但主要事务逻辑在服务器端实现，形成

7、所谓3-tier结构。2.中间件技术该系统开发采用技术先进、对异构平台适应性强的中间件技术，构建中间层应用服务系统，可以为预报系统、调度系统和会商系统等之间构建一个与平台无关、支持异构数据库的统一数据应用规则接口、应用平台和运行体系。3.模型的建立该系统根据不同模块的功能要求，构建了算法集，用以模拟不同的水文过程。算法集主要包括了水库调洪、分段马斯京根、分层马斯京根等算法。模型计算解释任务表，并按任务表中规定任务的先后顺序，调用相应的算法。六、系统在黄河防洪决策中应用黄河防洪预报调度与管理耦合系统在近

8、年来的黄河防汛工作中发挥了很好的作用。尤其在防御2003年秋汛洪水中，应用该系统参与制定实时调水调沙调度方案，对黄河中下游四库实施精确调度，使花园口站的洪水量级从6000m3/s降至2400m3/s，避免了黄河下游滩区45万人的迁安，取得了巨大的社会效益。总之，与以往相比，本系统在制订洪水预报方案、防洪调度方案过程中，大大节约了计算及数据传输的时间，提高了计算精度，为黄河中下游的科学决策、指挥调度做出了重要贡献，取得了良好的社会效益。七、结束语黄河防洪预