2020年長(zhǎng)江流域性大洪水中水文測(cè)報(bào)的實(shí)踐與啟示

程海云

摘 要：2020年，長(zhǎng)江流域發(fā)生了僅次于1954年、1998年流域性大洪水，洪水水位高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，在洪水防御中，水文測(cè)報(bào)體系經(jīng)受了全面檢驗(yàn)，水文測(cè)報(bào)工作發(fā)揮了重要作用。本文梳理長(zhǎng)江委水文局現(xiàn)有的水文監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)體系建設(shè)情況，回顧水文測(cè)報(bào)在2020年長(zhǎng)江流域防汛抗洪工作中發(fā)揮的作用，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、啟示。

關(guān)鍵詞：水文測(cè)報(bào);預(yù)報(bào)調(diào)度一體化;2020年洪水

中圖法分類號(hào)：TV213.4? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ?DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2020.0401

2020年汛期，長(zhǎng)江流域干流接連發(fā)生5次編號(hào)洪水。長(zhǎng)江中下游干流監(jiān)利至大通江段洪峰水位居實(shí)測(cè)記錄以來(lái)的第2～5位，長(zhǎng)江上游發(fā)生特大洪水，長(zhǎng)江委水文局密切關(guān)注汛情發(fā)展，科學(xué)開(kāi)展水文測(cè)報(bào)，為長(zhǎng)江防洪決策提供強(qiáng)力支撐，為應(yīng)對(duì)2020年流域性大洪水發(fā)揮了重要作用。

1? 長(zhǎng)江水文測(cè)報(bào)體系

近年來(lái)，長(zhǎng)江委水文監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，現(xiàn)已形成布局合理、功能齊全的水文監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，成熟、先進(jìn)的水文監(jiān)測(cè)及洪水預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系，并經(jīng)受了近年來(lái)大洪水的考驗(yàn)。

1.1? ? 監(jiān)測(cè)體系建設(shè)

在監(jiān)測(cè)體系方面，逐漸形成了水文要素感知立體化、監(jiān)測(cè)自動(dòng)化以及數(shù)據(jù)處理信息化的水文監(jiān)測(cè)體系。

（1）較為完善的空天地水雨情立體感知體系

不斷優(yōu)化監(jiān)測(cè)站網(wǎng)布局，在重慶、漢口、南京、上海等地設(shè)立了8個(gè)外業(yè)勘測(cè)局，負(fù)責(zé)水文監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的具體實(shí)施，多年來(lái)在長(zhǎng)江干流及重要支流已建成較完備的監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)江水雨情。同時(shí)，與流域內(nèi)各省市水文部門(mén)、氣象部門(mén)、水庫(kù)管理單位互聯(lián)互通，信息共享。目前，長(zhǎng)江流域已初步建立集衛(wèi)星、雷達(dá)、水文報(bào)汛站、氣象站、水利工程站等空天地于一體的流域全覆蓋水雨情立體感知體系。

截至2019年底，長(zhǎng)江委水文局在長(zhǎng)江干流和重要支流布設(shè)了117個(gè)國(guó)家基本水文站，共享水雨情報(bào)汛站點(diǎn)達(dá)3萬(wàn)多個(gè)，為流域防汛提供實(shí)時(shí)的水情信息和準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)信息。

（2）自動(dòng)化程度較高的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體系

水位、雨量、水溫、蒸發(fā)等觀測(cè)要素已全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集、存貯、傳輸。泥沙測(cè)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了光學(xué)、聲學(xué)等快速和在線監(jiān)測(cè)。流量測(cè)驗(yàn)方面，渡河能力顯著增強(qiáng)，由過(guò)去的水文測(cè)船、水文纜道，增加了無(wú)人船、無(wú)人機(jī)等多種可選手段;測(cè)驗(yàn)手段提檔升級(jí)，由過(guò)去主要采用流速儀法、浮標(biāo)法，轉(zhuǎn)變?yōu)槁晫W(xué)多普勒測(cè)流、聲學(xué)時(shí)差法測(cè)流、視覺(jué)影像測(cè)流、掃描式雷達(dá)測(cè)流、單點(diǎn)雷達(dá)測(cè)流等各類聲光電手段，自動(dòng)化水平顯著提高。

（3）信息化水平較高的水文數(shù)據(jù)處理體系

建成了全國(guó)通用的水文資料整編平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了分布式網(wǎng)絡(luò)整編，水文資料整編實(shí)現(xiàn)了“日清月結(jié)”。近年來(lái)，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐步應(yīng)用，水文監(jiān)測(cè)的智能化水平正出現(xiàn)跨越性發(fā)展，致力于機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的深度融合。

1.2? ? 預(yù)報(bào)體系建設(shè)

堅(jiān)持“水文氣象相結(jié)合，短、中、長(zhǎng)期預(yù)報(bào)相結(jié)合，生產(chǎn)和科研相結(jié)合”的技術(shù)路線，著力構(gòu)建高效實(shí)用的洪水預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系。

（1）充分運(yùn)用先進(jìn)的氣象預(yù)報(bào)技術(shù)

加強(qiáng)對(duì)定量降水?dāng)?shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)的應(yīng)用研究，自主引進(jìn)WRF中尺度模型、RegCM4區(qū)域氣候模型等，投入實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)應(yīng)用;接收和再加工應(yīng)用氣象衛(wèi)星、測(cè)雨雷達(dá)等監(jiān)測(cè)信息，以及當(dāng)前國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)的數(shù)值預(yù)報(bào)模式等預(yù)報(bào)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江流域按不同水系分區(qū)定量降水預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)化，預(yù)見(jiàn)期涵蓋短中期（1～7天）、延伸期（8～20天）以及長(zhǎng)期（月、季和年）等不同時(shí)間尺度。

（2）充分運(yùn)用先進(jìn)的水文預(yù)報(bào)技術(shù)

應(yīng)用當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的水文技術(shù)，構(gòu)建包括近1 000套預(yù)報(bào)調(diào)度方案、并運(yùn)用于干支流主要水庫(kù)的實(shí)時(shí)調(diào)度，形成了耦合41座控制性水庫(kù)、42座蓄滯洪區(qū)、34個(gè)沿江主要控制站的全流域預(yù)報(bào)調(diào)度一體化模型，具備較為完善的汛情監(jiān)視、洪水預(yù)報(bào)、水庫(kù)調(diào)度分析等功能。目前，長(zhǎng)江流域已經(jīng)建成了一整套適合流域暴雨洪水特性的基于水文氣象耦合、短中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)相結(jié)合、多模型并行計(jì)算、與水庫(kù)群調(diào)度一體化的洪水預(yù)報(bào)方案。

（3）構(gòu)建穩(wěn)定高效的水情信息預(yù)報(bào)預(yù)警平臺(tái)

基于長(zhǎng)江流域水文信息化建設(shè)，建成了一系列穩(wěn)定、高效的專業(yè)化預(yù)報(bào)、預(yù)警平臺(tái)，如長(zhǎng)江防洪預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)、長(zhǎng)江水情APP等，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程預(yù)報(bào)、預(yù)警信息發(fā)布和公眾訂閱等，解決了受辦公場(chǎng)地限制等問(wèn)題，既提高了工作效率，也提高了為社會(huì)公眾服務(wù)水平。長(zhǎng)江防洪預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)已成為水旱災(zāi)害防御、水資源綜合利用等業(yè)務(wù)的核心支撐系統(tǒng)，該系統(tǒng)綜合了實(shí)時(shí)監(jiān)視、防洪形勢(shì)分析、氣象信息、預(yù)報(bào)調(diào)度、會(huì)商匯報(bào)等功能。

1.3? ? 支撐體系建設(shè)

推行ISO質(zhì)量管理體系，進(jìn)一步確保水文監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)成果質(zhì)量。在汛前準(zhǔn)備、方案預(yù)案、技術(shù)交底、優(yōu)化水文測(cè)驗(yàn)作業(yè)流程的基礎(chǔ)上，對(duì)水文測(cè)驗(yàn)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程的嚴(yán)格控制，確保水文測(cè)驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量。在科學(xué)分析、優(yōu)化預(yù)報(bào)作業(yè)流程的基礎(chǔ)上，采用生產(chǎn)效率最高的預(yù)報(bào)作業(yè)節(jié)點(diǎn)控制方法，實(shí)現(xiàn)日常預(yù)報(bào)作業(yè)節(jié)點(diǎn)控制流程化，并對(duì)預(yù)報(bào)作業(yè)、預(yù)報(bào)會(huì)商分析及預(yù)報(bào)校核、簽發(fā)、發(fā)布等預(yù)報(bào)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程的嚴(yán)格控制，確保預(yù)報(bào)產(chǎn)品質(zhì)量。

1.4? ? 水文測(cè)報(bào)能力提升

圍繞“補(bǔ)短板、強(qiáng)監(jiān)管、優(yōu)服務(wù)”的主線，著力提升水文現(xiàn)代化水平，主要通過(guò)“一站一策”計(jì)劃和智慧水文建設(shè)，提高業(yè)務(wù)支撐能力。

制定“一站一策”工作方案，完成基礎(chǔ)特性分析、新技術(shù)調(diào)研，開(kāi)展站容站貌整頓、設(shè)備設(shè)施規(guī)范化標(biāo)識(shí)等工作。打造樣板“分中心”，部分信息化管理平臺(tái)初步建成，漢口站成為全國(guó)首個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的水文站點(diǎn);啟動(dòng)三堆子、北碚、徐六涇、白河等一批示范站建設(shè)，推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施能力提升和標(biāo)準(zhǔn)化工作。推進(jìn)信息化建設(shè)，全新研發(fā)的“長(zhǎng)江水文資料在線整編平臺(tái)”，已實(shí)現(xiàn)部分水文測(cè)站基本水文資料的在線整編、審查和匯編，水文資料在線整編系統(tǒng)納入水利部先行先試項(xiàng)目。廣泛開(kāi)展在線測(cè)流、測(cè)沙新技術(shù)比測(cè)研究。長(zhǎng)江水文監(jiān)測(cè)智能系統(tǒng)（一期）建設(shè)和移動(dòng)端APP升級(jí)工作穩(wěn)步推進(jìn)，部分實(shí)現(xiàn)水位、雨量、流量、泥沙等項(xiàng)目從測(cè)驗(yàn)到整編全業(yè)務(wù)鏈的數(shù)字化。

2? 流域性大洪水中的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)

在應(yīng)對(duì)2020年長(zhǎng)江流域性大洪水的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警過(guò)程中，得益于水文監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)體系的創(chuàng)新發(fā)展和測(cè)報(bào)能力提升，長(zhǎng)江委水文局扎實(shí)開(kāi)展汛前技術(shù)準(zhǔn)備，科學(xué)實(shí)施水文測(cè)報(bào)預(yù)警，有效支撐了長(zhǎng)江流域防汛工作。

2.1? ?扎實(shí)作好各項(xiàng)備汛準(zhǔn)備

超前謀劃、提前部署。針對(duì)疫情防控特殊情況，提前謀劃，做好汛前準(zhǔn)備工作。按照“一局一策”“一項(xiàng)一策”原則，統(tǒng)籌安排，分項(xiàng)實(shí)施，分片督導(dǎo)，積極備汛。通過(guò)郵寄轉(zhuǎn)送、委托等多種方式送檢儀器設(shè)備，合理安排室內(nèi)外作業(yè)，超常規(guī)開(kāi)展汛前準(zhǔn)備。創(chuàng)新汛檢方式，采用“自查上報(bào)、實(shí)地抽查、交叉互查”等工作模式，通過(guò)信息化手段和實(shí)地查看相結(jié)合的方式，按時(shí)保質(zhì)完成汛前檢查和整改。

扎實(shí)開(kāi)展應(yīng)急演練，把握防汛主動(dòng)權(quán)。承擔(dān)了水利部組織的1954年洪水推演工作，構(gòu)建全流域預(yù)報(bào)一體化模型，完成水文氣象預(yù)報(bào)、調(diào)度方案分析制作、會(huì)商匯報(bào)等全過(guò)程推演工作。組織開(kāi)展20余次防汛測(cè)報(bào)實(shí)戰(zhàn)演練，為迎戰(zhàn)流域性大洪水做好技術(shù)準(zhǔn)備。

2.2? ?提供準(zhǔn)確及時(shí)的水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

在長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的防汛測(cè)報(bào)中，制定嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)方案和應(yīng)急監(jiān)測(cè)預(yù)案。高洪期間，充分應(yīng)用先進(jìn)儀器設(shè)備開(kāi)展高洪監(jiān)測(cè)，并根據(jù)需要加密測(cè)次。積極開(kāi)展在線整編系統(tǒng)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)次智能推薦、場(chǎng)次洪水智能分析，提高資料合理性檢查的時(shí)效。在防汛緊要關(guān)頭，及時(shí)補(bǔ)充強(qiáng)化一線力量，確保了高洪水文數(shù)據(jù)及時(shí)收集、及時(shí)傳輸，做到了“測(cè)得到、測(cè)得準(zhǔn)、報(bào)得出、報(bào)得及時(shí)”。

2.3? ?提供精準(zhǔn)預(yù)報(bào)支撐防洪調(diào)度決策

密切關(guān)注水雨情發(fā)展，精準(zhǔn)預(yù)報(bào)分析，及時(shí)發(fā)布預(yù)警，滾動(dòng)制作調(diào)度方案，為防汛會(huì)商和水工程聯(lián)合調(diào)度提供了有力的技術(shù)支持。在長(zhǎng)江4、5號(hào)洪水期間，提前6天預(yù)報(bào)發(fā)生4號(hào)洪水，提前7天預(yù)報(bào)發(fā)生5號(hào)洪水，三峽入庫(kù)洪峰流量預(yù)報(bào)誤差僅3.3%、1.3%。提前2～5天預(yù)報(bào)中下游各站超警時(shí)間，提前2～4天預(yù)報(bào)蓮花塘站超保時(shí)間，蓮花塘站的洪峰水位誤差在0.01～0.07m。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)江上中游水庫(kù)群聯(lián)合攔蓄，有效降低川渝江段最高水位約3m，降低宜昌至沙市江段最高水位3～3.6m，降低城陵磯至漢口江段最高水位0.9～1.5m，降低九江至大通江段最高水位0.3～0.5m。

2.4? ?面向社會(huì)提供信息服務(wù)

創(chuàng)新信息發(fā)布手段，豐富信息服務(wù)內(nèi)容，面向社會(huì)及時(shí)提供信息服務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年轉(zhuǎn)發(fā)的水情信息約3 270萬(wàn)份，共享各類水雨情分析材料1 120余期，發(fā)布水情預(yù)報(bào)5 500余次。汛期發(fā)布洪水預(yù)警35次（其中紅色預(yù)警4次），發(fā)布8次編號(hào)洪水。推送水雨情實(shí)況、水雨情分析等短信5萬(wàn)余條，推送熱點(diǎn)水情APP、微信公眾號(hào)36期，累計(jì)閱讀量約32萬(wàn)人次，為防洪、水資源管理及社會(huì)公眾服務(wù)等提供更加有力的信息支撐。

3? 啟示與展望

長(zhǎng)江水文是流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和治江工作的基礎(chǔ)與支撐，面臨新形勢(shì)新任務(wù)，要立足新發(fā)展階段，踐行新發(fā)展理念，融入新發(fā)展格局，不斷提升水文能力，不斷拓展水文服務(wù)，支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。

3.1? ?強(qiáng)化專業(yè)領(lǐng)域，提升水文支撐服務(wù)能力

一是進(jìn)一步健全完善水文站網(wǎng)布局和功能。在長(zhǎng)江河口及重要支流空白區(qū)水文測(cè)站，行政區(qū)界、重要引調(diào)水口門(mén)補(bǔ)充完善水資源監(jiān)測(cè)站;在長(zhǎng)江干流、重要支流及長(zhǎng)江口區(qū)等敏感水域完善補(bǔ)充水生態(tài)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)。二是進(jìn)一步提升水文監(jiān)測(cè)能力。重點(diǎn)在流量、泥沙在線監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控等方面進(jìn)行提檔升級(jí)，在水文測(cè)站管理薄弱區(qū)域增設(shè)巡測(cè)基地，針對(duì)堰塞湖、河道崩岸、分洪潰口、水污染等不同類型的突發(fā)事件，加強(qiáng)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力建設(shè)。完善長(zhǎng)江流域水質(zhì)監(jiān)測(cè)能力，進(jìn)一步強(qiáng)化水生態(tài)水環(huán)境監(jiān)測(cè)能力。

3.2? ?提升智能化水平，創(chuàng)新水文信息服務(wù)方式

隨著新信息技術(shù)快速發(fā)展，服務(wù)需求不斷提高。為適應(yīng)服務(wù)的新需求，著手開(kāi)展水文水資源監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警一體化平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理、大數(shù)據(jù)分析、智能應(yīng)用為一體，增強(qiáng)信息共享、集成應(yīng)用、業(yè)務(wù)協(xié)同能力，提升業(yè)務(wù)分析決策智能化水平。重點(diǎn)整合信息資源，構(gòu)建“一數(shù)一源、一點(diǎn)更新、統(tǒng)一管理、授權(quán)使用”的信息資源組織格局，創(chuàng)新水文信息服務(wù)方式，建立基于新一代信息技術(shù)的業(yè)務(wù)協(xié)同應(yīng)用。積極探索巡測(cè)條件下基于智能物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的測(cè)站現(xiàn)代管理模式。組建智慧流域聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，作為對(duì)外戰(zhàn)略合作的重要抓手。以列入水利部“智慧水利”先行先試推廣項(xiàng)目為依托，以“產(chǎn)品化”開(kāi)發(fā)理念為牽引，在水文測(cè)驗(yàn)管理、在站整編、水情報(bào)汛與服務(wù)、相應(yīng)流量報(bào)汛、預(yù)報(bào)調(diào)度一體化等優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域打造一批定型產(chǎn)品，進(jìn)一步推進(jìn)智慧水文信息服務(wù)建設(shè)。

3.3? ?拓展服務(wù)范圍，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展

圍繞水環(huán)境、水生態(tài)、水資源、水安全和水文化保護(hù)、治理、建設(shè)以及長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展、長(zhǎng)三角一體化等國(guó)家戰(zhàn)略實(shí)施的新需求，積極拓展服務(wù)領(lǐng)域。加強(qiáng)水文水資源全要素動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，深化水文數(shù)據(jù)處理加工，豐富水文服務(wù)產(chǎn)品，進(jìn)一步提升水文服務(wù)水平和服務(wù)品質(zhì)，主動(dòng)有為，積極作為，為流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、新發(fā)展格局構(gòu)建提供支撐。