6月1日,北京全市上汛。在防汛重點河段永定河官廳山峽區間,北京首次以流域為單元,組網建成3部相控陣水利測雨雷達(分別位于白草畔、東大坨、盧溝橋),實現流域“云中雨”監測預報全覆蓋。
6月3日—4日,旨在強化試點帶動、深化部署推動全國現代化雨水情監測預報體系建設的現場推進會在這里舉行。
現代化雨水情監測預報體系建設現場推進會 萬國強攝
海河“23·7”流域性特大洪水后,北京加快構建由氣象衛星和測雨雷達、雨量站、水文站組成的雨水情監測預報“三道防線”,對標世界先進水平,完成永定河官廳山峽雨水情監測預報現代化試點建設工作,不斷提高水文監測預報預警的現代化、智慧化水平。
加快推進現代化雨水情監測預報體系建設,是水利部黨組貫徹落實習近平總書記“兩個堅持、三個轉變”防災減災救災理念和考察北京河北災后恢復重建工作時的重要講話指示精神,認真落實黨中央、國務院決策部署的重要舉措,從部本級頂層設計,統籌推進到指導地方探索實踐,短短一年間,全國各地以更大力度、更快速度完善雨水情監測預報“三道防線”建設,加強天、空、地、水、工一體化監測感知體系,形成點線面體四維實時監測預報,實現“延長洪水預見期與提高洪水預報精準度”的有效統一,為打贏現代防汛戰提供有力技術支撐。
人民至上、生命至上——
強化“四預”措施,加快構建“三道防線”
黨的十八大以來,習近平總書記明確提出“兩個堅持、三個轉變”防災減災救災理念,對做好洪水災害監測預警多次作出重要指示,強調要針對防洪救災暴露出的薄弱環節,補好災害預警監測短板,補好防災基礎設施短板,及早預防可能出現的洪澇災害。
面對暴雨洪澇干旱等災害的突發性、極端性、反常性,傳統監測預報手段已難以滿足打贏現代防汛戰的情報需要。立足“人員不傷亡、水庫不垮壩、重要堤防不決口、重要基礎設施不受沖擊”的防汛工作目標,強化“四預”工作,水利部黨組創新提出了加快構建雨水情監測預報“三道防線”。
“我們要堅持‘預’字當先、關口前移、防線外推,加快建設現代化雨水情監測預報體系,為洪水災害應對提供有力的決策支持,以工作措施的前瞻性、確定性應對風險隱患的突發性、不確定性,堅決打有準備之仗、有把握之仗。”水利部部長李國英在現場推進會上的講話鏗鏘有力。
雨水情監測預報“三道防線”是以流域為單元,圍繞流域防洪、水利工程聯合調度等實際需求,由氣象衛星和測雨雷達、雨量站和水文站組成的雨水情監測預報體系,通過“天空地”立體監測手段對流域雨水情進行實時監測和預報預警,以便及時采取措施應對可能出現的洪澇等災害。
具體講,第一道防線由氣象衛星和測雨雷達,加降雨數值預報模型、產匯流水文模型、洪水演進水動力學模型組成,是實現“關口前移、防線外推”的重要舉措。
第二道防線由雨量站加產匯流水文模型、洪水演進水動力學模型組成,是提高預報精準度、預警有效性的重要環節。
激光雨滴譜儀 圖源:北京市水文總站
第三道防線由水文站加洪水演進水動力學模型組成,水文預報精度較高,具有“底線防守”的功能。
盧溝橋水文站 圖源:北京市水文總站
隨著“三道防線”理念的日漸清晰,一系列頂層設計漸次展開——
2023年7月,水利部部長李國英主持召開專題會議,研究部署加快構建雨水情監測預報“三道防線”工作;
2023年8月,水利部辦公廳印發《關于加快構建雨水情監測預報“三道防線”實施方案》,明確“三道防線”建設總體要求、主要目標、重點任務、責任分工;
2023年9月,水利部召開水利測雨雷達試點建設應用現場會,部署“第一道防線”先行先試;
2023年12月,水利部辦公廳印發《關于加快構建雨水情監測預報“三道防線”的指導意見》,進一步強化“三道防線”建設總體謀劃,細化重點內容;
2024年3月,水利部召開水文工作會,部署全面加快水文現代化建設等工作,“三道防線”建設是其中的重要內容。
2024年5月,在水利部財政部聯合印發的《全國中小河流治理總體方案》中,中央財政水利發展資金對水利測雨雷達建設予以優先支持;
“一年來,在水利部黨組的堅強領導下,‘三道防線’加快構建。第一道防線先行先試取得積極成效,第二道防線、第三道防線站網密度不斷提高,水文站現代化建設加快推進,水文測報能力明顯提升,預報預警預演預案能力不斷加強。”水利部水文司司長林祚頂在現場推進會上如是概括目前進展。
先行先試、統籌推進——
建設現代化水文信息感知體系,準確高效支撐災害防御
水文現代化建設的重要標志是健全綜合性監測預報現代體系,實現延長預見期、提高精準度的有效統一。這是新階段水利高質量發展的基礎性、先行性工作。
“我們建成覆蓋官廳山峽區域的3部水利測雨雷達并組網應用,形成不同預見期的‘云中雨’監測體系。通過加固現有雨量站及增設34處雨量站,形成嚴密的‘落地雨’監測體系,有效補充第一、二道防線監測成果。”北京市水務局局長劉斌在現場考察時向大家介紹。
北京市雨水情監測預報“三道防線”示意圖 圖源:北京市水文總站
2023年以來,水利部推動“第一道防線”先行先試,指導各地加快在重要流域暴雨洪水集中來源區、重大水利工程、山洪災害易發區先行建設一批測雨雷達,并出臺《水利測雨雷達系統建設與應用技術要求(試行)》,提升各地測雨雷達技術水平和應用能力。截至目前,全國已建成水利測雨雷達39部,并落實34部測雨雷達建設投資。
“過去建設綜合性監測預報體系,我們更加側重第二道防線、第三道防線的建設,從2023年開始,我們實現了第一道防線的突破,實現洪水預報模型邊界輸入由‘落地雨’向‘云中雨’轉變。”水利部水文司副司長、一級巡視員劉志雨說。
水利部信息中心深化氣象衛星和測雨雷達產品數據應用,通過對衛星云圖數據二次開發,以流域為單位解析數據,首次實現衛星云圖和測雨雷達強降雨預警,在迎戰海河“23·7”流域性特大洪水中,提前5天精準預報永定河、大清河編號洪水,為工程調度及蓄滯洪區人員轉移贏得了寶貴時間。
湖南作為全國水利行業第一批X波段相控陣測雨雷達試點地區,在瀏陽河、撈刀河等流域的暴雨洪水集中來源區布設了3部相控陣水利測雨雷達。“我們優化調整測雨雷達算法,持續推進雨量比測和參數率定,在瀏陽河支流圭塘河流域開展預警應用,降雨落區和落點預測與實際情況基本一致,提高預報精度7%,延長預見期1小時。”湖南省水文水資源勘測中心副主任顧慶福說。
四川183個縣級行政區中有175個承擔山洪災害防治任務,傳統山洪災害危險區達2.5萬余處。“2023年8月6日,我們依托測雨雷達精準靶向預警溝道上游山洪災害,提前轉移蘆山縣白虎鷹溝等溝道涉水群眾1000余人。”四川省水文中心水文建設處處長李道彬說,“到2025年,四川還將規劃建設18部測雨雷達,有效提升全省山洪災害監測預警能力。”
大藤峽水利樞紐是珠江流域關鍵控制性工程,控制著西江流域面積的56%。今年5月,樞紐首臺水利測雨雷達建成并投入使用,2025年汛前將實現組網運行,進一步支撐工程科學超前精準調度,保障樞紐及上下游防洪安全。
大藤峽水利樞紐首臺測雨雷達 圖源:大藤峽公司
雨水情監測預報“三道防線”相互銜接,互為補充。在“第一道防線”有效延長洪水預見期的基礎上,“第二道防線”“第三道防線”承擔著迭代優化上一道防線預報成果的重要職責,進而實現“落地雨”精準監測和洪水演進的快速精準預報。
2023年以來,全國加強“第二道防線”“第三道防線”建設,統籌結構、密度、功能,新建水文(位)站2290處,雨量站2866處,水文站網監測覆蓋進一步提升。
稱重式雨量計 萬國強攝
浙江是洪澇臺旱災害頻發多發地區,小流域山洪和地質災害歷來是防汛防臺風工作的重難點。2023年,浙江已完成新改建水文測站1168個。“我們集中開展了山洪預警雨量遙測終端升級,已完成5591個山洪防御重點站點水文數據測報頻次提升,實現水文數據測報頻次由15分鐘加密至5分鐘,有力支撐山洪預警工作,保護人民群眾生命財產安全。”浙江省水文管理中心副主任王淑英介紹道。
在現代化水文信息感知與監測設備硬件設施不斷提升的同時,水利部會同流域機構加強河道地形測量,推進完善預報系統,加強模型研發,通過軟件措施進一步提升“四預”功能。
2024年,水利部組織流域管理機構開展重點水庫河道地形測量3236.6公里,面積達6237.23平方公里,為數字孿生流域建設奠定算據基礎。同時,加強流域產匯流、泥沙水利專業模型研發,集成封裝到水利部數字孿生平臺,通過開展場次洪水復盤檢視,驗證分析流域產匯流模型的適用性,動態修訂有關模型和參數。
“隨著《水文站網規劃技術導則》修訂發布,《高洪水文測驗新技術指南》《水庫水文泥沙監測新技術應用指南》等文件的印發,我們將為各地完善雨水情監測預報‘三道防線’建設提供更多技術引領。”水利部水文司技術管理處處長彭輝介紹。
需求牽引、應用至上——
統籌發展與安全,為水利高質量發展夯實科技基礎
現代化雨水情監測預報體系作為數字技術和傳統水文監測預報技術深度融合的產物,不僅是數字孿生水利建設的重要組成,更是全面支撐水利業務領域實現“四預”功能的基礎保障。
“要融合雨水情監測預報成果,支撐完善數字孿生流域、數字孿生水網、數字孿生工程,基于數字孿生體系對水利工程調度進行前瞻模擬,科學制定并迭代優化調度運用方案,超前檢視調度運行后可能出現的風險點,有針對性地預置風險防控措施。”水利部部長李國英在現場推進會的講話中部署未來工作,“要深化雨水情監測預報‘三道防線’應用,加強點線面體四維實時監測預報,改進低、枯水測驗方式,提升生態流量測驗精度,支撐不同來水、不同用水需求下的調度方案優選和水資源優化配置。”
隨著“三道防線”建設的深入推進,來自監測預報體系的流域及工程海量重要水信息數據將源源不斷歸集,形成充沛的算據資源,在工程建設與運行管理、水土保持、農村水利水電、節水管理與服務、水利監管等各項水利業務領域將形成數字優勢,全面支撐各個領域實現“四預”功能。
面對水利高質量發展和高水平安全的現實需求,現代化雨水情監測預報體系建設尚需以“實用、管用、好用”為導向,穩扎穩打,久久為功,取得實效。
林祚頂表示:“我們將繼續推進氣象衛星和水利測雨雷達建設應用,加快建設現代化水文監測預報體系,完善技術標準體系,推廣應用先進技術,強化技術技能人才培訓培養,為新階段水利高質量發展提供有力的技術支撐。”
推動水利高質量發展,水文現代化要先行。以數智融合應用為驅動的新技術快速發展,為推進水文現代化提供了強勁推動力和支撐力,推動現代化雨水情監測預報體系成為科學防汛的新時代選擇。以建設現代化雨水情監測預報體系為抓手,促進水利新質生產力發展,將為全面提升國家水安全保障能力作出新的更大貢獻。