超标准洪水调度决策支持系统研究及应用9787549281664

第1章绪论

1.1超标准洪水及其危害

1.2防洪调度决策支持系统概述

1.3防洪调度决策支持系统发展现状

1.3.1长江防洪预报调度系统

1.3.2淮河防洪预报调度系统

1.3.3松辽水利委员会国家防汛抗旱指挥系统1.4超标准洪水调度决策支持系统开发需求第2章超标准洪涝灾害数据库

2.1概述・

2.2数据库建设技术・

2.2.1常用数据库简介.

2.2.2数据库实例化搭建技术・

2.2.3数据库运维及管理.

2.3超标准洪涝灾害数据库建设方案・2.3.1建设原则....

2.3.2建设的数据库与现有数据库、系统的关系2.3.3数据库整体结构・

2.4超标准洪涝灾害数据库设计

2.4.1数据库表结构设计....

2.4.2数据库标识符设计..

2.5超标准洪涝灾害数据库建设实例

2.5.1数据库实例化搭建...

2.5.2数据库表的实例化搭建，

2.5.3数据录入

2.6小结

第3章超标准洪水调度决策支持技术3.1关键技术分析・.

3.2决策支持数据管理技术

3.3基础支撑服务及技术

3.3.1前端技术框架

3.3.2后端技术框架

3.3.3微服务技术

3.3.4基础中间件

3.3.5决策支持技术总体架构

3.4异构专业模型的封装技术

3.4.1模型调用技术模式

3.4.2模型标准格式

3.4.3异构模型封装

3.4.4模型管理、计算、统计分析与评价3.5变化决策方案的敏捷构建技术

3.5.1技术方案

3.5.2实施方式

3.6基于微服务的系统治理技术

3.6.1服务架构研究

3.6.2微服务应用设计

3.7数据流自诊断技术

3.7.1数据类型校验

3.7.2数据的封闭性

3.7.3数据时段匹配

3.7.4数据链接校验

3.7.5数据校验方法

3.8计算流预处理技术

3.8.1 数据预提取

……

7.2数据库实例化搭建

7.2.1基础数据加工处理

7.2.2数据库实例化搭建

7.3示范系统实例化搭建

7.3.1基础配置工作

7.3.2系统功能建设

7.3.3专业模型配置

7.4示范系统部署集成与调试

7.5典型应用案例

7.5.1嫩江齐齐哈尔以上超标准洪水安排7.5.2嫩江1998年洪水调度预演

7.5.3嫩江2013年洪水调度

7.5.4嫩江2021年洪水调度

7.6示范系统应用成效

7.6.1预警预报分析

7.6.2应急响应工作规程

7.6.3减灾效益分析7.7小结

第8章总结与展望8.1研究总结

8.2应用成效

8.3系统展望

参考文献

第1章绪论

1.1超标准洪水及其危害

在全球各种自然灾害中,洪水灾害是给人类带来损失最大、影响最为广泛的自然灾害之一。据统计，世界范围内每年的洪涝灾害约有2.24亿人口受灾、1400万间房屋及其他建筑物遭到破坏,洪涝灾害损失高达98.85亿美元,超过同期世界银行对世界的累计贷款约4.69亿美元。据美国统计,随着经济发展洪灾损失越来越大，1957年、1966年及1980年分别为15.96亿美元、17.37亿美元及24.39亿美元。而1993年密西西比河大洪水损失达150亿美元。日本明治维新以来至1969年防洪总投资约100亿美元,洪水损失重建费达52.78亿美元。虽然日本政府投入大量资金，但是洪灾损失还是越来越大，第二次世界大战前，每年因洪灾死亡失踪280人，经济损失9200万美元;战后为1340人，经济损失8.39亿美元,洪灾损失占国家收人比例也从1.4%增至3.0%，严重危及人类生存和发展。

我国幅员辽阔、地形复杂、气候多样、河流众多,属多暴雨国家。独特的自然地理气候条件决定了我国洪涝灾害十分频繁,属全球洪涝灾害最严重的国家之一。据史料记载，自公元前206年到 1949年的 2155年间,我国共发生较大洪涝灾害1092次,平均每2年发生一次。其中洪涝灾害特别严重的黄河下游,自公元前602年至1938年的2540年间,决口泛滥的年份543年，决溢次数达1590余次,重要改道26次。长江流域自唐代至清末(公元618-1911年)的1293年间,共发生较大洪涝灾害223次;20世纪初至50年代的40年中,共发生较大的洪涝灾害8次，其中1931年、1935年、1949年和1954年4次最为严重，受灾农田 988万hm?,受灾人口 6549万人，死亡人数达 32.6万人。随着近代人类活动的加剧，,变化环境下洪涝灾害随时间推移而日趋频繁，从古代的20年左右一遇,演变到10~5年一遇。20世纪90年代以来，长江中下游已经相继在1991年、1996年、1998年发生3次严重的洪涝灾害。其他江河如淮河、海河、辽河、松花江、珠江等,也频繁发生大洪水。淮河流域在1921年、1931年、1954年、1975年、1991年发生大洪水,其中1931年、1954年是百年一遇的特大洪水;1975年8月,淮河上游洪水导致死亡人数高达 26000多人，京广铁路被冲毁102km。1957年松花江大洪水，黑龙江全省受灾人口370万人，直接经济损失2.4亿元。海河流域在1917年、1939年、1956年、1936年发生大洪水,其中1939年洪水造成13300人死亡。辽河流域在1917年、1951年、1953年、1960年、1962年、1985年、1986年出现过7次大范围的洪水。珠江流城在1915年、1931年、1949年、1968年、1974年、1982年、1994年、1998年都发生了大洪水.钱塘江在1955年6月发生暴雨洪水。闽江在1968年6月和1992年7月发生了50年一遇的洪水，1998年6月发生了百年一遇的大洪水。

随着我国经济高速发展,洪涝灾害造成的经济损失也呈倍速增长。据调查，1991-2017年我国洪涝灾害造成的直接经济损失以平均每年64%的速度增长,其中2009-2017年有6年的洪灾损失超过了2000亿元，流域洪水灾害一直以来是流域经济社会可持续发展的巨大威胁,特别是超过流域防洪工程体系防御标准的洪水(以下简称“超标准洪水”)。如1870年，长江流域发生了700多年来(1153年以来)最大的洪水，四川、湖北、湖南等地遭受空前罕见的洪涝灾害,洪水在松滋老城下10km处的庞家湾黄铺处溃口，遂冲成松滋河,宜昌至汉口3万余km’平原地区受灾严重;1931年,淮河流域发生超标准洪水,造成100多个县2100 多万人受灾,7.5万人死亡，513 余万hm?农田受淹，经济损失高达5.64亿银圆;1998年，松花江流域发生超标准洪水，造成1733万人、494.5万hm农作物受灾,直接经济损失达480.23亿元(当年价);2020年，长江流域连续发生5次编号洪水,其中，鄱阳湖发生流域性超历史大洪水,岷江、洪湖、长湖、巢湖发生超历史洪水,长江上游干流发生超保证洪水(寸滩站还原后洪峰流量位于历史第1位，约90年一遇，最大7d洪量约130年一遇),三峡水库发生建库以来最大人库洪峰75000m’/s,长江干流监利以下江段及两湖湖区主要控制站超警戒水位累计天数达28~60天,湖北、湖南、江西、安徽、江苏等5省运用(溃决)861处洲滩民垸蓄洪，淹没耕地14.10万hm’，影响人口60.12万人。因此,流域超标准洪水危害严重,对经济社会可持续发展造成了严重影响，一直以来都是我国灾害防御的重点，

1.2防洪调度决策支持系统概述

防洪调度决策支持系统,是防洪减灾非工程措施的核心内容之一,是用于支持防洪决策的计算机系统。它是利用系统工程原理和方法,集成自动测报技术、防汛抢险技术、通信和计算机技术以及地理信息技术于一体的规模庞大、结构复杂、功能强、涉及面广的计算机运用系统,实现迅速规范处理、及时共享各类防洪信息,显著增加信息类别和信息量,显著提高防洪通信效率和迅速下达防洪调度指挥命令;及时上报重要汛情,明显提高暴雨、洪水预报的及时性和准确性;及时发出洪水警报，全面了解灾情和预报灾情发展;及时提供灾区实况和评估信息,提高对突发险情的反应速度;为制定防洪调度方案、防洪预案和决策指挥提供灵活、方便的计算分析手段;为开展防洪减灾和防汛管理工作提供决策依据和信息服务，从而在保证防洪工程安全的前提下，充分发挥防洪工程效益,达到防洪减灾、确保人民财产安全和最大限度减少洪灾损失的目的。

本书基于超标准洪水的特征及危害性，分析当前洪水调度决策支持系统应对超标准洪水的存在哪些短板，并提出超标准洪水调度决策支持系统的开发需求和目标，具体内容如下：建设超标准洪涝灾害数据库，服务于超标准洪水调度决策支持系统；超标准洪水调度决策支持系统开发的支撑技术；超标准洪水调度决策支持系统包含的功能模块以及操作方法；超标准洪水调度决策支持系统在长江荆江河段、淮河沂沭泗流域、嫩江齐齐哈尔河段的示范成效分析；基于示范成果分析系统的应用前景。