中国水利报：福建：打造防汛“最强大脑”

　　不久前，福建棉花滩水电开发有限公司收到了一封来自珠江防汛抗旱总指挥部的感谢信，信中写道：“6月16日至18日，韩江流域发生1964年以来最大洪水，关键时刻，棉花滩水库充分发挥防洪作用，成功避免汀江和梅江洪峰遭遇，最大限度减轻了韩江流域防洪压力，为下游低洼地区人员转移争取了时间。”

　　何时腾库？如何错峰？此次棉花滩水库的防洪调度，不仅有专家团队昼夜不休的演算研判，还有“数字大脑”的有力支撑。近年来，福建省持续深化新技术在防汛业务中的应用，为防汛决策提供技术支撑。

　　“数字利器”助力水库联调

　　今年6月，福建出现了入汛以来范围最大、持续时间最长的强降雨。在这一轮暴雨洪水防御中，防汛调度专家通过试运行的福建数字孪生防汛平台，为多座大型水库的精准调度、安全度汛提供了重要决策支持。

　　福建数字孪生防汛平台是如何运转的？近日，记者来到平台设计建设单位——福建省水利水电勘测设计院有限公司（以下简称“福建省水电设计院”）数字水利设计研究所，一探究竟。

　　打开数字孪生防汛平台，福建省所有河流水系，3565个水库，1万多个水文、山洪、雨水情监测站的实时数据都汇集在屏幕中的地图上。点击每个水库图标，当地实时雨情、水情、历史洪水与调度方案等信息一目了然。

　　水库大坝是流域防洪工程体系的重要组成部分，是保障水安全的“重器”。“水库调度不仅需要考虑单个水库的运行和管理，更要考虑梯级间的水流调度、相互影响以及联合防洪、发电等协同管理。”福建省水电设计院规划处主任工程师陈敏介绍说，洪水来临前要预泄腾库，在关键时刻要为下游拦住洪峰，不仅要统筹考虑流域梯级水库、沿岸城镇安全，还要考虑汛后用水。

　　近年来，福建省开始通过数字孪生技术提升防汛智能化水平，建设“两全三算四预八联动”的数字孪生防汛系统，在传统调度与专家经验基础上，水库调度数字化程度得到提升。

　　“这个系统以福建省防汛指挥决策支持系统、数据底板与水利一张图、江河洪水预报系统、河道水面线推算系统、大型水库洪水预报系统等为支撑。”福建省水电设计院数字技术研究院软件开发室副主任申友汀介绍说，系统整合数据服务、算法模型、知识研判等，并补充完善洪水预报等模型。

　　申友汀现场作了演示，假设金溪上游发生暴雨，输入模拟雨量后，根据雨情和气象降雨预报网格，系统快速生成暴雨影响区范围，一键筛选出影响区内的库堤闸站、在建水利工程、水利风景区、小水电站等水利工程风险清单，自动统计分析数据并生成报告，送往防汛抗旱指挥部，预警提醒各县市水行政主管部门加强洪水防御，通过专家分析研判，快速生成防洪联合调度方案。

　　针对生成的不同调度方案，系统预演了各方案下各水库的涨落情况、下游受影响程度；制定水库前期预泄措施、中期拦蓄洪峰等调度策略；生成沿岸县城的淹没情况模拟图。“在此模拟调度中，将乐水文站水位达到153米，可能影响到的建筑有160处，建筑中的群众需要转移或采取防洪措施。”申友汀拿出了三维立体仿真模拟图，沿岸村庄、楼房、道路和岸段防洪标准一目了然。

　　“最终，根据各方案的模拟结果，系统通过精准演算、比对分析、动态调优，优选兼顾上下游安全的优化调度方案，为水库调度决策和防汛减灾工作提供了有力支持。”陈敏说，还在建设中的数字孪生防汛系统已收到较好成效，明年将得到进一步优化。

　　“千里眼”实时监测雨水情

　　在“八山一水一分田”的福建，众多中小型水库位于偏僻之处，相关数据的监测和收集是如何实施的呢？

　　记者探访了今年6月全省最大雨量所在地——南平建阳区，建阳区水利局副局长邱彪应还清楚记得那时的紧张。

　　6月15日下午，正在区防汛抗旱指挥部值守的他，收到了数字孪生防汛系统生成的城镇洪水淹没风险预演模拟图。图片显示，在建阳区麻阳、崇阳两溪交汇口，有一片标红的区域可能会受到洪水影响。

　　“预测洪水影响区域涉及潭城等3个街道，我第一时间将图片发给区防汛抗旱指挥部，并在指挥部授权下，点对点联系街道转移群众。”邱彪应说，24小时内，涉及区域群众转移完毕。6月18日，被标红的区域全部上水。

　　精准预测、安全度汛，离不开全覆盖的雨水情监测。

　　在崇泰街道赤岸村的林后水库，土质大坝上设有翻斗式雨量计、压力式水位传感器、大坝渗压计、高清摄像机等，实时传送着监测数据。

　　建阳区水利局局长翁建义介绍，全区共有62座水库，2023年总投资700多万元，在今年汛期来临前，实现了雨水情及大坝安全监测设施全覆盖，并采用“前端数据采集监测站﹢县（市）级监测平台数据中心﹢省级监测平台数据中心”的架构，将雨水情测报数据、视频图像信息、大坝安全监测等数据接入不同的省级平台。

　　在建阳区水利局水旱灾害防御值班室，4台电脑屏幕上实时滚动着各项信息。“未建成监测系统前，水库巡查靠的是人工。59座小型水库分布在建阳区的15个街道乡镇，大多数水库处于深山中，汛期道路常被冲塌，巡查人员难以抵达。”建阳区水利局吴文琦说，借助雨水情测报系统可以实时掌握库区降雨量、降雨强度、降雨时段以及水库水位等水文要素，通过系统中的变形监测、渗流监测等多个模块，还可及时了解大坝状态。

　　据了解，福建省小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设正在按“一县一方案”加快推进，力争今年完成430座小型水库大坝安全监测设施建设，在2024年年底前实现雨水情测报设施全覆盖。