基于“四预”的永定河洪水预报调度系统研究与应用

李琛亮; 刘国庆; 杨光; 黎东洲; 范子武; 马强

doi:10.12170/20220218001

基于“四预”的永定河洪水预报调度系统研究与应用

李琛亮^1,,
刘国庆^{2, 3, ,},
杨光²,
黎东洲²,
范子武^{2, 3},
马强⁴

1.
水利部海河水利委员会，天津 300161
2.
南京水利科学研究院，江苏南京 210029
3.
水利部太湖流域水治理重点实验室，江苏南京 210029
4.
中国水利水电科学研究院，北京 100038

基金项目: 国家重点研发计划资助项目（2019YFB2102003）；江苏省水利科技重大技术攻关项目（2017004，2020021，2022056）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（Y121002）

详细信息

作者简介:
李琛亮（1985—），男，山东德州人，高级工程师，博士，主要从事流域防洪调度研究。E-mail：chenliang-li@163.com

通讯作者:
刘国庆（E-mail：gqliu@nhri.cn）

中图分类号: TV62
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出版历程
- 收稿日期: 2022-02-17
- 网络出版日期: 2022-11-16
- 刊出日期: 2022-12-14

Development and application of Yongding River flood forecasting and dispatching system based on “four forecasts” system

LI Chenliang^1,,
LIU Guoqing^{2, 3, ,},
YANG Guang²,
LI Dongzhou²,
FAN Ziwu^{2, 3},
MA Qiang⁴

1.
Haihe River Water Conservancy Commission, Tianjin 300161, China
2.
Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China
3.
Key Laboratory of Taihu Basin Water Security Management, Nanjing 210029, China
4.
China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038, China

摘要

摘要: 近年来，我国洪水频发，对人民群众的生命财产安全造成了严重的威胁。为能够提前研判洪水态势，减轻洪灾损失，依照水旱灾害防御的业务特点，遵循预报、预警、预演、预案的理念，提出了以“数字汇聚-数据底板-孪生平台-四预体系”为主线的洪水预报调度系统总体架构，梳理了系统的业务功能与需求。结合永定河流域特点，采用流域洪水预报调度、模型与系统实时交互和二三维地理信息渲染展示等关键技术，构建了基于“四预”体系的永定河洪水预报调度系统，支撑永定河洪水调度预演，为洪水预报调度“四预”体系的建设提供借鉴与参考。
- 永定河 /
- “四预”体系 /
- 预报调度 /
- 预演 /
- 数字孪生
Abstract: In recent years, floods occur frequently in China, which poses a serious threat to the safety of people’s lives and property. To study and judge the flood situation in advance and reduce flood losses, according to the operational characteristics of flood and drought prevention and following the concepts of “four forecasts”, this paper puts forward an overall architecture of flood forecasting and control system based on “digital convergence - data backplane - twin platform - four pre-system”, and combs the business function and logic of the system. Based on the present situation of river system and flood control project in the Yongding River Basin, key technologies such as coupling simulation of hydrological hydrodynamic model and flood control operation model, real-time interaction between nested model and system data, and dynamic display of two- and three-dimensional geographic information are adopted, and a flood forecasting and control system of the Yongding River based on “four forecasts” is constructed to provide support for the flood dispatching decision-making of the Yongding River.
- Yongding River /
- four pre-system /
- forecast scheduling /
- rehearsal /
- digital twins

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图 1 永定河流域防洪体系概化

Figure 1. Generalization of flood control system in Yongding River Basin

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图 2 系统总体架构设计

Figure 2. Overall system architecture design

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图 3 模型数据交互逻辑图

Figure 3. Model data interaction logic diagram

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图 4 系统功能模块设计

Figure 4. System function module design

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图 5 卢沟桥不同控泄方案

Figure 5. Different drainage schemes of Lugou Bridge

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图 6 卢沟桥不同控泄流量对永定河泛区影响对比

Figure 6. Comparison of effects of different discharge of Lugou Bridge on Yongding River floodplain

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图 7 “四预”功能界面

Figure 7. “Four forecasts” function interface

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表 1 永定河干流关注断面最高水位模拟结果对比

Table 1 Comparison of simulation results of concerned sections in the Yongding River main stream 单位：m

设计边界	梁各庄			屈家店
设计边界	已有成果	模型计算	差值	已有成果	模型计算	差值
50年一遇	23.93	23.99	0.06	5.56	5.44	−0.12
100年一遇	23.93	24.01	0.08	5.62	5.49	−0.13
200年一遇	23.95	24.04	0.09	5.83	5.63	−0.20

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表 2 卢沟桥枢纽不同控泄方案对永定河泛区影响对比

Table 2 Comparison of impacts of different drainage schemes of Lugouqiao hydroproject on Yongding River floodplain

卢沟桥控泄方案	影响GDP/万元	影响村庄/个	影响人口/人	淹没面积/km²	滞洪量/万m³
控泄2 500 m³/s	59 064	101	97 042	354	42 967
控泄3 000 m³/s	61 608	104	101 142	361	44 054

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