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近年来,随着全球气候变化,云南汛期单点暴雨多,山洪灾害突发频发,山洪风险较常年偏高。坚持“人民至上、生命至上”的理念,为进一步完善山洪灾害防御工作,提升监测预报预警山洪风险能力,云南省水利水电科学研究院联合中国水利水电科学研究院、电科数字、中国电建等单位构建了云南省小流域山洪灾害四预系统。
大数据与算法群——“雨转洪,山洪提前发现!”
融合山洪防御全要素大数据,耦合12种山洪专业模型,自动触发算法群并行计算,实时地将“落地雨与未来雨”转换为“河道洪水”,模拟山洪演进过程,实现小流域山洪滚动预报与预警,解决了“降了多少雨、能来多大水”的核心问题。
数字孪生——“洪成灾,淹没提前预知”
开展了小流域三维数字孪生场景的仿真,还原了小流域重点防灾对象的真实原貌,模拟了山洪暴发全过程,仿真了水流方向、流速和深度,结合危险区、居民点、基础设施等山洪防御要素信息,清晰直观地反映出小流域的受灾全过程,实现精细到户的受灾区域提前识别,解决了“威胁多少人、能成多大灾”的核心问题。
多阶段预警与叫应反馈——“四道防线,信息直达一线!”
结合降雨预报成果与山洪演进计算结果,研发了集12小时气象预警、6小时气象补充预警、2小时洪水预报预警和实时雨量监测预警的多阶段递进式监测预报预警体系,构筑山洪灾害防御的“四道防线”。通过预警叫应反馈机制,利用AI智能语音、靶向短信、数字山洪App等多种手段和能力,让山洪预警信息直达责任人和社会公众,确保“叫得醒、叫得应、有反馈”,有效打通山洪预警信息的“最后一公里”。
防御决策指挥——“怎么转移?动态预案生成!”
依据洪水演进过程与受灾区域情况,通过山洪防御成果数据的更新与集成,结合危险区、责任人等山洪防御基础信息的动态管理,能够自动生成专业化决策会商材料,也能生成该场次模拟洪水影响下的村庄动态结构化预案,实现了淹没范围、风险村庄、风险人口、责任主体、转移流程等山洪防御信息的快速获取与研判分析,为山洪防御工作提供了专业科学的决策支撑。
云南省小流域山洪灾害四预系统的建成使用,打通了云南省数字孪生小流域山洪灾害四预技术路线,有效提升了云南省山洪灾害防御能力。
通过山洪防御数据的融合、山洪模型的数字化、可视化表达,以“降了多少雨、能来多大水、威胁多少人、能成多大灾”为主线,构建数字孪生小流域,打通了山洪专业模型与三维可视化仿真模型的融合壁垒。同时,探索了“流域+政区”相结合的二元防御新模式,以小流域为单元进行山洪灾害分析计算,以政区为单元进行防御业务开展。通过数字孪生体自动分析计算,触发山洪预警,智能叫应山洪防御责任人,并根据计算结果启动预案,实现了感知、分析、决策、叫应、反馈的山洪防御全流程覆盖,也实现了山洪灾害全链条闭环管控,切实提升了云南省山洪灾害防御工作的预报预测水平、风险预警识别水平、防御指挥决策水平,最大程度减少山洪灾害所造成的人员伤亡和财产损失。