Page 18 - 2022年第53卷第3期

实时感知多源数据融合 流域模拟预报预测 防洪形势分析

防洪避险转移 防洪风险评估 工程联合智能优化调度
图 16 长江流域水工程防洪联合调度系统功能模块
（2）防洪形势分析：根据水雨情、工情、灾情等现状及水雨情可能的变化态势，根据防洪保护
对象面临的防汛形势，综合考虑洪水地区组成、防洪工程运用情况、防洪保护对象（地区）灾情、
工程险情等，分析当前的调度任务与目标，实现对防洪形势的判断和预判，为工程调度提供启动
条件。
（3）调度方案推荐及优选：根据防洪形势分析结果，针对领导决策层调度会商现实考虑和需求，
提出工程调度方案，运用调度规则库提出工程调度过程的组合（即调度方案），实现调度方案多目标
优选并形成推荐方案。此外，该功能还可利用大数据平台自学习能力，让计算机学习流域内各水利
工程历史（或人工生成的）洪水调度案例，提取与调度规则不同的调度方式，为实时调度提供规则以
外调度方案推荐。
（4）防洪风险动态评价：采用洪水淹没模拟模型，基于实测或预报的降雨、水位、流量等水文信
息，采用模拟区域的社会经济人口等信息，对即将发生的洪灾进行在线实时洪水灾害及风险评估和
分析。
（5）洪水淹没区避险转移辅助：在洪水淹没风险计算分析的基础上，建立并集成人群避险转移
模 型 。 根 据 洪 水 淹 没 信 息（淹 没 范 围 、 水 深 、 到 达 时 间 等）， 对 受 淹 居 民 区 位 置 、 人 口 数 量 、 道
路、安置区域等进行综合分析和路网计算，采用已有转移安置预案或实时分析，获得居民区转移
安置方案和最优转移路径，确定转移单元大小、安置场所情况，动态绘制撤离转移路线、转移范
围、转移预计时间及避险指标，发送信息引导人群转移并实时监控转移动态情况，实现受灾群众
快速、高效的疏散转移，并根据道路拥堵、安全区剩余容量等情况及时调整转移方案。在实际应
用时，当地面通信设施受损时需要采用 5G 通讯无人飞艇等方式保障通讯，保障人群信息的及时准
确获取。
上述以水工程防灾联合调度为核心的数字孪生长江示范系统，覆盖了水工程调度业务全过程，
能够实现根据预报的流域水雨情自动判断防洪形势，根据调度规则自动推送需要参与调度的水工程
组合，并提出水工程蓄、泄水过程的调度方案，分析各种方案下防洪风险和效益，为流域实时调度
管理提供准确快速的决策支持。
3.2 应用案例 水工程防灾联合调度应用系统作为数字孪生长江的技术雏形，初步实现了智慧化模
拟与精准化决策的功能，并在 2020 年流域性大洪水中发挥了重要技术支撑作用 ［27］ 。
在 2020 年长江 2 号洪水期间，预报 7 月 16 日起 7 天内城陵矶水位可能超过保证水位 34.4 m。按照
调度规则，三峡水库实施对城陵矶防洪补偿调度，当库水位达到 158 m 后将停止对城陵矶拦洪转而对
荆江河段防洪，即以沙市为调度对象加大下泄流量。但是，按照这种调度方式，城陵矶水位将超过
保证水位 34.4 m 并将继续上涨，最高将可能涨至 36.07 m，超过 1998 年城陵矶最高水位 35.8 m，按照
城陵矶附近地区调度规则，将开启蓄滞洪区进行分蓄洪运用，以降低河道水位，防洪风险较大。为

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