长江三峡水利枢纽工程。 王连生摄
中国工程院院士、南京水利科学院院长 张建云(人物素描:郭红松)
国家防汛抗旱指挥系统一期工程在防汛抗旱工作中发挥了不可替代的作用,但我认为,仍有一些关键技术问题亟需解决,当下应该加快二期工程的建设,同时深入开展相关的基础理论研究和新技术研发应用。
在全球变暖的大背景下,我国沿海海平面明显上升,暴雨强度和频率也呈增大趋势,这无疑将使得我国的防洪形势更加严峻。在人类活动和经济社会发展 等因素的共同影响下,流域的产汇流规律发生明显的变化,水文资料序列也失去代表性,原来的预报方案无法继续应用。因此,在管理层面,需要开展变化环境下我 国新时期防洪战略、应急预案及风险管理、洪水资源化利用等方面的理论研究,开展防洪补偿、应急机制等相关法律和政策研究;在信息监测方面,需要建立天空、 高空和地面、地下立体实时监测系统,研究多源信息的同化和综合应用技术;在预报技术方面,需要开展变化环境下流域产汇流规律和预报方法、无资料或资料缺乏 地区的水文模拟技术、大型梯级水库群联合预报和优化调度等方面的研究;在调度决策和指挥抢险方面,需要建立集信息采集、会商和指挥为一体的移动防汛指挥平 台,开展群决策理论研究,加强预案及风险评估,提高决策能力和水平;在学科发展层面,加强水文、气象、管理等学科的交叉融合,共同推进学科的创新和进步。
过去10年,我国洪涝灾害频发多发, 强度和影响范围罕见。但是通过科学应对,周密部署,我们战胜了历次重大洪涝干旱灾害,最大程度减轻了损失,有力保障了人民生命财产安全,取得了巨大的社会 和经济效益。据统计,仅“十一五”时期,防洪直接经济效益达8438亿元,减少淹没耕地1900多万公顷,约占全国耕地总面积的近1/6,依靠抗旱浇地年 均挽回粮食损失3900多万吨。
数字的背后,体现的是防汛抗旱理 念的转变和水利科技的发展与支撑。在中央治水方略指导下,水利部门把以人为本、科学防控的指导思想贯穿于防汛抗旱减灾工作全过程,坚持以防为主、防抗结 合,由控制洪水向洪水管理转变,由单一抗旱向全面抗旱转变。在防汛抗旱减灾方面,信息技术、预报技术和决策指挥技术的创新和发展,是取得巨大社会经济效 益、保障国家江河安澜的可靠的技术支撑。
1996年,我应邀回国参加“国家防汛抗旱指挥系统工程”的设计和建设,主持了项目的整体设计,之后又参与了一期工程的建设,全过程感受了我国防汛抗旱指挥系统的发展和技术进步,深为该系统在历年防汛抗旱减灾中发挥的巨大作用而备感自豪。
国家防汛抗旱指挥系统工程是一个以信息(雨情、水情、工情、旱情和灾情等信息)采集系统为基础、通信系统为保障、计算机网络系统为依托、预报调 度和决策支持系统为核心,覆盖全国范围,为国家各级防汛抗旱部门防洪抗旱调度决策和指挥抢险救灾提供有力技术支持和科学依据的巨型信息系统工程。该工程的 研究成果2010年获得水利大禹科技进步特等奖,2012年获得国家科技进步二等奖。
此前,信息采集通常采用人工观测、电话电报报送、人工处理入库等方式,一般需要一两个小时,边远地区甚至需要更长的时间。我们应用先进的传感技 术、通信技术和网络技术,设计提出“自动传感、介质存储、自动传输、自动处理”的信息采集系统集成设计方案,全面改造建设全国水文报汛站网,使得信息采集 时间缩短到5分钟到15分钟,大大缩短了报汛时间,相应延长了洪水预报的预警期,为调度决策赢得了非常宝贵的时间。
在信息传输和防汛通信方面,我们建成了覆盖全国地市级以上的防汛抗旱专网和重点防洪地区的专用防汛通信网,为全国防汛信息和调度指挥信息的传输 提供了保障,亦为全国水利办公自动化系统、水土保持信息系统、水资源监控信息系统、水利系统异地视频会议系统等提供了网络支持,全面推动了全国水利信息化建设,为防汛应急通信和指挥抢险提供了通信保障。