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　　厘清流域、干流、支流、斷面四者之間的關(guān)系，對(duì)于做好“四預(yù)”具有怎樣的意義？復(fù)雜的流域干支流體系將給洪水預(yù)報(bào)預(yù)演帶來(lái)哪些挑戰(zhàn)？ 

　　魏向陽(yáng)：厘清流域、干流、支流、斷面四者之間的關(guān)系，有利于按照“降雨-產(chǎn)流-匯流-演進(jìn)”規(guī)律，完善以流域?yàn)閱卧�的預(yù)報(bào)模式，延長(zhǎng)洪水預(yù)見期，提高預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度；有利于加快建設(shè)數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生工程，推進(jìn)水工程防災(zāi)聯(lián)合調(diào)度等流域防洪應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，提升模擬驗(yàn)算、調(diào)度預(yù)演能力；有利于關(guān)口前移，精準(zhǔn)預(yù)警、及時(shí)響應(yīng)，全面部署，做好“防”的各項(xiàng)準(zhǔn)備；有利于精準(zhǔn)掌握干支流河道行洪能力、水工程運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)隱患，統(tǒng)籌安全“攔、分、蓄、滯、排”措施，充分發(fā)揮流域水工程體系的綜合減災(zāi)效益。 

　　復(fù)雜的流域干支流關(guān)系增加洪水預(yù)報(bào)預(yù)演難度；復(fù)雜河湖流域水系受人類活動(dòng)影響顯著，一般擁有較為復(fù)雜的水利工程體系，這些工程群的建立改變了流域產(chǎn)匯流規(guī)律，增加了洪水預(yù)報(bào)預(yù)演難度；復(fù)雜大流域下墊面變化顯著，尤其是容易受到植被季節(jié)變化影響，從而增加洪水預(yù)報(bào)預(yù)演結(jié)果的不確定性。 

　　王凱：洪水的自然屬性決定了流域內(nèi)上下游、左右岸、干支流的自然聯(lián)系，洪水過程模擬應(yīng)以流域?yàn)閱卧�進(jìn)行系統(tǒng)模擬。流域洪水過程模擬是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，由干流、支流、斷面一系列不同尺度水文單元嵌套而成。不同尺度的流域產(chǎn)匯流規(guī)律不同，且存在相互作用和聯(lián)系。 

　　因此，需要運(yùn)用系統(tǒng)觀念，從流域通盤的視角，構(gòu)建“流域-干流-支流-斷面”多尺度多過程耦合的全鏈條模型，推進(jìn)預(yù)報(bào)從點(diǎn)到線、由線及面，實(shí)現(xiàn)從斷面、過程預(yù)報(bào)向點(diǎn)、線、面多維預(yù)報(bào)轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提高洪水預(yù)報(bào)精度，延長(zhǎng)洪水預(yù)見期。 

　　復(fù)雜的流域干支流體系會(huì)造成干支流互饋關(guān)系復(fù)雜，傳統(tǒng)的水文水動(dòng)力學(xué)模型難以精準(zhǔn)模擬，給洪水預(yù)報(bào)預(yù)演帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。

　　為何要提前算出算準(zhǔn)關(guān)鍵斷面水位？在洪水防御中起到什么作用？ 

　　魏向陽(yáng)：汛期關(guān)鍵斷面的流量（水位）預(yù)報(bào)值，是水工程聯(lián)合調(diào)度的重要依據(jù)，提前算出關(guān)鍵斷面流量（水位），可以為防洪水工程調(diào)度預(yù)案編制提供基本依據(jù)，從而爭(zhēng)取洪水防御工作的主動(dòng)性；準(zhǔn)確的關(guān)鍵斷面流量（水位）預(yù)報(bào)，可以提高水工程防洪聯(lián)合調(diào)度效果，最大限度降低洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。 

　　王凱：蓄滯洪區(qū)、分洪河道、閘壩等重要水利工程運(yùn)用的控制條件主要依據(jù)是關(guān)鍵控制斷面的水位，因此在洪水防御過程中，只有通過洪水預(yù)報(bào)調(diào)度模型和系統(tǒng)，提前算出算準(zhǔn)關(guān)鍵斷面的水位，才能使重要水利工程決策和調(diào)度更加自如和優(yōu)化，為防汛抗洪搶險(xiǎn)贏得先機(jī)，為居民財(cái)產(chǎn)轉(zhuǎn)移爭(zhēng)取時(shí)間，最大程度減少損失。 

　　由預(yù)演得到的關(guān)鍵斷面水位及高水位持續(xù)時(shí)間，如何影響蓄滯洪區(qū)的啟用時(shí)機(jī)？ 

　　魏向陽(yáng)：滯洪區(qū)啟用按照既定的流域洪水調(diào)度方案和滯洪區(qū)運(yùn)用預(yù)案予以實(shí)施。根據(jù)滯洪區(qū)位置，一般選擇滯洪區(qū)分洪口門的上游干流一定距離的水文站斷面，作為分滯洪運(yùn)用的關(guān)鍵斷面。 

　　另外，根據(jù)預(yù)演得到的關(guān)鍵斷面的水位及高水位持續(xù)時(shí)間，可以得到關(guān)鍵斷面的相應(yīng)流量和超過某量級(jí)洪水的相應(yīng)水量，從而分析滯洪區(qū)是否需要啟用和啟用時(shí)機(jī)等；根據(jù)關(guān)鍵斷面水位（或相應(yīng)流量）、高水位持續(xù)時(shí)間、關(guān)鍵斷面至滯洪區(qū)分洪口門的洪水傳播時(shí)間以及滯洪區(qū)分洪閘分洪能力等，可以確定滯洪區(qū)的啟用時(shí)機(jī)和運(yùn)用方式；關(guān)鍵斷面水位越高、高水位持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，啟用時(shí)間越關(guān)鍵，啟用分洪量越大。 

　　王凱：蓄滯洪區(qū)是防洪工程體系中的重要組成部分，在河道堤防防洪能力不足的情況下，及時(shí)運(yùn)用蓄滯洪區(qū)是保障防洪安全、減輕災(zāi)害的有效措施。 

　　蓄滯洪區(qū)運(yùn)用是系統(tǒng)工程，要綜合統(tǒng)籌協(xié)調(diào)上下游、左右岸、干支流、防洪除澇、流域區(qū)域等多個(gè)關(guān)系，科學(xué)分析實(shí)際情況，反復(fù)權(quán)衡，綜合決策，根據(jù)條件依法啟用。關(guān)鍵控制斷面的最高水位及高水位持續(xù)時(shí)間，是蓄滯洪區(qū)是否啟用的重要先決依據(jù)。蓄滯洪區(qū)啟用時(shí)機(jī)是影響蓄滯洪效果的關(guān)鍵因素，蓄滯洪區(qū)啟用太早，發(fā)揮不了最大削峰作用；蓄滯洪區(qū)啟用太晚，達(dá)不到最佳分洪效果。 

　　需要預(yù)演蓄滯洪區(qū)不同啟用時(shí)機(jī)情景下，對(duì)防洪重要控制節(jié)點(diǎn)的水位降低效果、最大削峰作用發(fā)揮時(shí)間、有效進(jìn)洪時(shí)間、分洪總量、分洪過程等，最大程度發(fā)揮蓄滯洪區(qū)蓄滯洪水和削減洪峰作用。 

　　在實(shí)現(xiàn)對(duì)物理流域全要素和水利治理管理全過程的數(shù)字化映射基礎(chǔ)上，怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)或未來(lái)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)場(chǎng)景的前瞻預(yù)演？ 

　　魏向陽(yáng)：預(yù)演是為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)水旱災(zāi)害防御中的問題，迭代優(yōu)化方案，制定風(fēng)險(xiǎn)防控措施。為了達(dá)到效果，進(jìn)行前瞻預(yù)演需要做好以下工作： 

　　一是針對(duì)水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)事件，預(yù)設(shè)不同類型、不同量級(jí)的預(yù)演場(chǎng)景，確定每個(gè)預(yù)演場(chǎng)景中的重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象和防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)注意調(diào)度目標(biāo)的可行性、水工程安全運(yùn)行閾值等，守住安全底線。 

　　二是預(yù)演過程要實(shí)現(xiàn)洪水預(yù)報(bào)和調(diào)度的動(dòng)態(tài)交互和耦合模擬，需要對(duì)典型歷史事件水工程調(diào)度進(jìn)行精準(zhǔn)復(fù)演，確保預(yù)演系統(tǒng)的功能良好，在此基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)劃和未來(lái)測(cè)預(yù)報(bào)洪水場(chǎng)景進(jìn)行前瞻預(yù)演；通過多目標(biāo)方案預(yù)演，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，制定和優(yōu)化調(diào)度方案。 

　　三是在模擬計(jì)算成果的基礎(chǔ)上，通過對(duì)比分析，優(yōu)化確定最優(yōu)水利工程運(yùn)行調(diào)度方案，制定風(fēng)險(xiǎn)防控措施為規(guī)劃、設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，為洪水防御打足“提前量”，爭(zhēng)取工作的主動(dòng)性。 

　　王凱：在實(shí)現(xiàn)對(duì)物理流域全要素和水利治理管理全過程的數(shù)字化映射基礎(chǔ)上，構(gòu)建數(shù)字孿生流域�；�于數(shù)字孿生流域，以數(shù)據(jù)底板和模型平臺(tái)作為關(guān)鍵支撐，預(yù)演出規(guī)劃設(shè)計(jì)和或未來(lái)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)場(chǎng)景下的設(shè)計(jì)洪水過程；以預(yù)演的設(shè)計(jì)洪水過程為輸入條件，以規(guī)劃設(shè)計(jì)或未來(lái)工程布局為邊界條件，通過情景模擬分析，對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)或未來(lái)工程布局場(chǎng)景的物理流域全要素和水利治理管理全過程進(jìn)行數(shù)字化映射和智慧化模擬。 

　　如何借助“四預(yù)”，提前預(yù)知堤防受洪水沖擊的“最大受力點(diǎn)”？ 

　　魏向陽(yáng)：目前，黃河下游利用實(shí)體模型試驗(yàn)及遙感衛(wèi)星圖像、無(wú)人機(jī)航拍等技術(shù)手段，預(yù)測(cè)黃河大堤、險(xiǎn)工在大洪水條件下的出險(xiǎn)部位，以及中常洪水條件下河道整治工程的出險(xiǎn)壩段。 

　　首先，依據(jù)近年原型河勢(shì)變化分析及實(shí)體模型試驗(yàn)河勢(shì)預(yù)測(cè)成果，結(jié)合汛前河道地形情況，分析河段內(nèi)每座工程靠溜狀況及靠溜位置；再通過小浪底水利樞紐運(yùn)用以來(lái)工程壩段靠河及出險(xiǎn)情況的統(tǒng)計(jì)，大致預(yù)測(cè)出險(xiǎn)壩段的位置；最后根據(jù)當(dāng)年根石探摸資料，結(jié)合工程的結(jié)構(gòu)和建設(shè)年代等信息，精確判斷需重點(diǎn)關(guān)注和防守的壩垛。  

　　前瞻科學(xué)的預(yù)演需要哪些技術(shù)支撐？目前流域水工程調(diào)度預(yù)演的精度如何？ 

　　魏向陽(yáng)：前瞻科學(xué)的預(yù)演需要兩方面技術(shù)的支撐。一是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳輸存儲(chǔ)技術(shù)，依托空天地一體化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)多維度的雨情、水情等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳輸與存儲(chǔ)，為科學(xué)預(yù)演建立穩(wěn)定全面的數(shù)據(jù)保障。二是較可靠的多維多時(shí)空尺度模型技術(shù)，集成耦合水利專業(yè)模型、智能模型、可視化模型，在可靠模型技術(shù)的支撐下，實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史場(chǎng)景、實(shí)時(shí)場(chǎng)景、演練場(chǎng)景等不同場(chǎng)景的預(yù)演，通過預(yù)演發(fā)現(xiàn)問題和薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)一步完善預(yù)案、落實(shí)隊(duì)伍、備足防汛料物，提升防汛減災(zāi)綜合能力。 

　　目前黃河流域水工程調(diào)度預(yù)演基本滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用的需要，還有進(jìn)一步提升的空間。但由于黃河流域河道地形條件復(fù)雜，區(qū)間加水過程及不同量級(jí)水流河道演進(jìn)規(guī)律難以準(zhǔn)確把握，加之?dāng)r河建筑物多、實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)不掌握，仍需要進(jìn)一步開展相關(guān)工作，提升黃河流域水工程調(diào)度預(yù)演的精度，為預(yù)案制定提供堅(jiān)實(shí)支撐。 

　　黃委將開展以下工作：一是加強(qiáng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)，進(jìn)一步完善黃委直管水庫(kù)、地方管理的水利工程、影響河道行洪的涉水建筑物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通機(jī)制，為預(yù)演精度的提高提供數(shù)據(jù)保障；二是開展預(yù)演相關(guān)模型升級(jí)和科研攻關(guān)工作，分析黃河流域水文演變規(guī)律，提升預(yù)演相關(guān)模型模擬可靠性和適用性，為預(yù)演精度的提高提供技術(shù)支撐；三是進(jìn)一步利用科技手段，提高黃河下游河道原型河勢(shì)、流場(chǎng)、根石、水下地形等方面的探測(cè)能力和反應(yīng)速度；四是深化實(shí)體模型試驗(yàn)理論的研究，提高模型制作速度、精度、量測(cè)的準(zhǔn)確程度和試驗(yàn)技術(shù)裝備水平；五是進(jìn)一步提升數(shù)學(xué)模型的在不同來(lái)水來(lái)沙、邊界條件下的預(yù)演響應(yīng)時(shí)間、響應(yīng)精度；六是加強(qiáng)數(shù)學(xué)模型與原型、實(shí)體模型的相互配合印證，開展對(duì)洪峰增值等高含沙洪水演進(jìn)特殊現(xiàn)象的深入研究和模擬。