圩區(qū)防洪調(diào)度預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)
——以江陰市馬甲圩為例

鄒明忠 ，繆岳軍 ，張 麗 ，劉永剛

（1. 江陰市河道管理處，江蘇 江陰 214400；2. 江陰市月城水利農(nóng)機(jī)管理服務(wù)站，江蘇 江陰 214404；3. 宜水環(huán)境科技（上海）有限公司，上海 200040；4. 江陰市長(zhǎng)涇水利農(nóng)機(jī)管理服務(wù)站，江蘇 江陰 214411）

0 引言

防洪調(diào)度是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，不但要實(shí)時(shí)地收集各種防汛信息，還要在暴雨、洪水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上制訂可行的防洪調(diào)度方案，使決策者在歷史經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上能有效地減少風(fēng)險(xiǎn)，篩選滿意方案組織實(shí)施，在保證工程安全的前提下，充分發(fā)揮防洪工程效益，盡可能減少洪災(zāi)損失，并將對(duì)環(huán)境的不利影響降到最小。

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，WebGIS 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘、面向服務(wù)的技術(shù)構(gòu)架、應(yīng)用平臺(tái)等一些先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，被越來(lái)越多的科技人員應(yīng)用于各流域、省市、水庫(kù)的防洪決策支持系統(tǒng)[1]。除七大流域機(jī)構(gòu)及各省級(jí)層面的洪水預(yù)報(bào)調(diào)度、預(yù)警預(yù)報(bào)、防汛抗旱指揮、防洪決策支持等系統(tǒng)，科技工作者還開(kāi)發(fā)應(yīng)用了區(qū)域性的如洪澤湖地區(qū)洪水預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)[2]、赤水河中下游防洪預(yù)警信息系統(tǒng)[3]、無(wú)錫新區(qū)防洪調(diào)度系統(tǒng)[4]、青島大沽河流域防洪決策支持系統(tǒng)[5]、大伙房水庫(kù)決策支持系統(tǒng)[6]等。同時(shí)國(guó)外也研制出了適用于特定流域和地區(qū)的防洪應(yīng)用系統(tǒng)，除此之外，國(guó)際知名水利軟件研發(fā)機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)了許多功能強(qiáng)大、典型的水資源與防洪調(diào)度平臺(tái)，如英國(guó) Wallingford 軟件公司開(kāi)發(fā)的FloodWorks 是結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)的數(shù)學(xué)模擬技術(shù)的成熟的分布式防洪及水資源管理模型系統(tǒng)；DHI 研制的實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)決策支持系統(tǒng) MIKE Flood Watch，結(jié)合了 MIKE11 水動(dòng)力模型的先進(jìn)時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、MIKE11 FF，并能夠在 ArcGIS 環(huán)境下運(yùn)行；荷蘭 Deltares 研發(fā)的 Delft-FEWS 系統(tǒng)是為有特殊要求的個(gè)體用戶量身定做的成熟模塊集合，它采用開(kāi)源的分布式架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)大數(shù)據(jù)集的有效整合，具有數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)與處理功能，擁有專用的模塊化處理數(shù)據(jù)功能，可以輕松整合新的或現(xiàn)有建模功能的通用接口，用戶可以根據(jù)自身需求定制專門的可視化展示界面和報(bào)告。

除了大中小流域、山區(qū)、水庫(kù)為防洪重點(diǎn)外，圩區(qū)地勢(shì)低洼，防洪排澇問(wèn)題也逐漸受到重視。江陰市共有大小圩區(qū) 96 個(gè)，其中萬(wàn)畝圩區(qū) 8 個(gè)、千畝圩區(qū) 53 個(gè)，隨著排澇泵站工程體系的日漸完善，一套科學(xué)合理的防洪調(diào)度預(yù)警系統(tǒng)變得尤為重要。因此，借鑒 Delft- FEWS 在荷蘭、英國(guó)、美國(guó)、瑞士等國(guó)家洪澇預(yù)警預(yù)報(bào)的技術(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合江陰市未來(lái)延續(xù)建設(shè)其他圩區(qū)防洪調(diào)度系統(tǒng)的需要，采用 Delft- FEWS 搭建馬甲圩防洪調(diào)度預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)。

1 區(qū)域概況

馬甲圩位于江陰市月城鎮(zhèn)，總面積為 8.19 km2，耕地面積為 3.60 km2，圩堤總長(zhǎng)為 6.5 km。圩內(nèi)地面高程為 3.3～4.1 m，地勢(shì)比較低，容易形成內(nèi)澇。圩區(qū)內(nèi)部水系眾多，水面率達(dá) 35%。圩區(qū)東面與團(tuán)結(jié)圩、蔡莊圩相接，南面與桐岐聯(lián)合圩相鄰，北鄰環(huán)山河，西鄰漕港河（新溝河支河）。圩區(qū)北部水系基本匯入馬圩河，通過(guò)馬圩一站，將澇水排入環(huán)山河；南部水系連接姚涇河通過(guò)馬圩二站將澇水排入漕港河；中部水系連通元涇河通過(guò)沿塘排澇站排入漕港河。馬圩一站、二站和沿塘排澇站 3 個(gè)排澇站，排澇總流量為 20.4 m3/s，其中馬圩一站有4 臺(tái)泵機(jī)，流量為 9.0 m3/s，馬圩二站、沿塘排澇站，各含 2 臺(tái)泵機(jī)，流量分別為 6.4 和 5.0 m3/s。

2 Delft-FEWS 介紹

在早期階段，Delft-FEWS 系統(tǒng)一般是在水文學(xué)和水力學(xué)模型中的單一的特定用戶界面。近年來(lái)，隨著天氣預(yù)報(bào)、雷達(dá)數(shù)據(jù)和在線氣象及水文數(shù)據(jù)的采集等方面的發(fā)展，對(duì) Delft-FEWS 在數(shù)據(jù)輸入和處理方面有著越來(lái)越高的要求。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的進(jìn)程，水文、水力模型和在線數(shù)據(jù)的利用，現(xiàn)代化的 Delft-FEWS 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)在大型綜合數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)處理模塊、與不同既存模型的結(jié)合嵌入等方面越發(fā)成熟[7]。

Delft-FEWS 是一款復(fù)雜的可配置模塊，是用于構(gòu)建針對(duì)個(gè)別組織特定需求而定制的預(yù)報(bào)系統(tǒng)，開(kāi)放式的模型方法允許用戶高效地添加模塊，Delft-FEWS 系統(tǒng)是在 Java 環(huán)境里開(kāi)發(fā)，由于其靈活的模塊化結(jié)構(gòu)，非常適合支持多學(xué)科的日常管理，包括水環(huán)境、水庫(kù)調(diào)度、水利電力、城市供排水、航運(yùn)、地下水、干旱及堤防強(qiáng)度監(jiān)測(cè)等。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是通過(guò)整合歷史監(jiān)測(cè)和外部預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，模型模擬流程，在后臺(tái)運(yùn)行任務(wù)并在一個(gè)豐富的圖形用戶界面中查看結(jié)果，為分布式和云計(jì)算及多用戶訪問(wèn)建立客戶端-服務(wù)器系統(tǒng)。

Delft-FEWS 系統(tǒng)特色包括：

1）外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入與質(zhì)量控制。系統(tǒng)允許從多種外部資源（如網(wǎng)頁(yè)服務(wù)、外部數(shù)據(jù)庫(kù)等）導(dǎo)入數(shù)據(jù)，支持 CSV，XML，GRIB，HDF5，NetCDF等 150 多種專用數(shù)據(jù)格式的水文遙測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、雷達(dá)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、工程控制等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)支持使用廣泛的數(shù)據(jù)驗(yàn)證和轉(zhuǎn)換庫(kù)對(duì)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查和預(yù)處理。數(shù)據(jù)驗(yàn)證包括對(duì)極值、變化率、空間均勻性和趨勢(shì)的檢查等。用戶還可以自定義數(shù)學(xué)方程或編寫小型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換腳本實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

2）內(nèi)嵌多種數(shù)學(xué)模型。系統(tǒng)平臺(tái)基于 XML 或NetCDF 的接口通過(guò)通用適配器與外部模型進(jìn)行通信，可允許插入任何預(yù)報(bào)模型，包括 HEC-RAS，MIKE11，RTC Tools，SOBEK，DELFT-3D 等，Delft-FEWS 為內(nèi)嵌的預(yù)報(bào)模型提供修正的輸入數(shù)據(jù)，并執(zhí)行模型模擬預(yù)報(bào)。

3）融入數(shù)據(jù)同化技術(shù)。系統(tǒng)平臺(tái)有 2 個(gè)作用：a. 融入通用數(shù)據(jù)同化方法，如基于 ARMA（自回歸移動(dòng)平均）的錯(cuò)誤校正模塊和 openDA 數(shù)據(jù)同化工具箱，包括用于狀態(tài)更新和參數(shù)校驗(yàn)的各種算法，例如集合卡爾曼和粒子濾波；b. 融入手動(dòng)數(shù)據(jù)同化及用戶與模型參數(shù)、狀態(tài)和時(shí)間序列的交互，實(shí)現(xiàn)評(píng)估和改進(jìn)預(yù)報(bào)質(zhì)量的工具。

4）可視化顯示界面。在各種定制的窗口上享受全面的導(dǎo)航和可視化。數(shù)據(jù)通過(guò)條形圖、曲線、表格、示意圖、網(wǎng)格、動(dòng)態(tài)地圖及一些代表預(yù)警級(jí)別的標(biāo)識(shí)符等多種形式實(shí)現(xiàn)結(jié)果數(shù)據(jù)態(tài)勢(shì)的呈現(xiàn)。

5）預(yù)報(bào)結(jié)果網(wǎng)頁(yè)發(fā)布。系統(tǒng)平臺(tái)可將預(yù)報(bào)結(jié)果以特定格式導(dǎo)出至外部存儲(chǔ)器，傳輸至網(wǎng)頁(yè)服務(wù)，供特定用戶進(jìn)行預(yù)報(bào)的查詢、評(píng)估與決策支持。

3 防洪排澇調(diào)度系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

月城鎮(zhèn)馬甲圩防洪排澇調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基于 Delft-FEWS 平臺(tái)，從頂層設(shè)計(jì)出發(fā)，以馬甲圩為對(duì)象，集成圩區(qū)仿真模型和水文氣象監(jiān)測(cè)信息，實(shí)現(xiàn)圩區(qū)不同調(diào)度模式下河網(wǎng)水位預(yù)報(bào)預(yù)警功能。系統(tǒng)的總體框架如圖 1 所示?？傮w設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)部分：

1）中央數(shù)據(jù)庫(kù)。主要包括外部基礎(chǔ)地理、水文氣象和泵站監(jiān)測(cè)等信息，以及水力模型、模型方案、預(yù)報(bào)、預(yù)警等數(shù)據(jù)的中央存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)交換。

2）分布式內(nèi)嵌模型。主要包括水文水力學(xué)模型（水文、河網(wǎng)模型）的分布式配置。

3）洪澇動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)。預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)的控制中心，包括與中央數(shù)據(jù)庫(kù)的交互、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、內(nèi)嵌模型，根據(jù)用戶指令驅(qū)動(dòng)內(nèi)嵌模型模擬計(jì)算預(yù)報(bào)并調(diào)回計(jì)算結(jié)果進(jìn)行預(yù)警、工作業(yè)務(wù)流控制、預(yù)報(bào)成果導(dǎo)出和預(yù)報(bào)方案管理。

4）管理操作與展示系統(tǒng)。是面向外部的展示體，包括界面操作、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)展示、河網(wǎng)與構(gòu)筑物展示、動(dòng)態(tài)表達(dá)，以及查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能。

圖1 系統(tǒng)框架圖

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

Delft-FEWS 中央數(shù)據(jù)庫(kù)包括以下幾個(gè)數(shù)據(jù)子庫(kù)：

1）地圖數(shù)據(jù)庫(kù)。主要用于在系統(tǒng)中集成航拍影像圖、道路背景和城市地理信息地圖。支持用戶自定義選擇顯示各類地圖。

2）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。主要用于與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)連接，按需讀取水文、氣象、泵站的數(shù)據(jù)，包括水位、降雨、泵站開(kāi)啟狀態(tài)與流量等數(shù)據(jù)。

3）模型數(shù)據(jù)庫(kù)。包括河道的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)、斷面和泵站、水文產(chǎn)匯流模型、泵站運(yùn)行規(guī)則等數(shù)據(jù)。

4）預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)。包括河網(wǎng)水位、流量、流向預(yù)報(bào)。

5）預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)。包括降雨、水位等超警戒預(yù)警數(shù)據(jù)。

6）報(bào)告數(shù)據(jù)庫(kù)。包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、模擬調(diào)度方案和預(yù)警信息管理等。

各子庫(kù)與中央數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系，以及子庫(kù)與子庫(kù)之間的聯(lián)系設(shè)計(jì)如圖 2 所示。

3.3 圩區(qū)模型內(nèi)嵌開(kāi)發(fā)

圖2 子庫(kù)與主數(shù)據(jù)庫(kù)間的關(guān)系設(shè)計(jì)

圩區(qū)模型內(nèi)嵌開(kāi)發(fā)具體內(nèi)容如下：

1）離線模型構(gòu)建。采用 SOBEK 水利模型軟件，構(gòu)建馬甲圩河網(wǎng)精細(xì)化模型。通過(guò)河網(wǎng)連通拓?fù)浣ⅰ⒈谜驹O(shè)施概化及調(diào)度規(guī)則輸入、河道斷面錄入、匯水區(qū)劃分、邊界條件設(shè)置、調(diào)蓄水面概化開(kāi)展水文水動(dòng)力計(jì)算測(cè)試與穩(wěn)定性調(diào)試，并根據(jù)實(shí)測(cè)降雨與水文數(shù)據(jù)調(diào)整模型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼皡?shù)配置，對(duì)模型精度進(jìn)行校驗(yàn)。

2）圩區(qū)模型平臺(tái)內(nèi)嵌開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)內(nèi)嵌的圩區(qū)河網(wǎng)模型與平臺(tái)內(nèi)嵌的監(jiān)測(cè)時(shí)序數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口，以及模型模擬數(shù)據(jù)與平臺(tái)數(shù)據(jù)的交互和更新接口。

3）河道水位預(yù)報(bào)開(kāi)發(fā)。利用圩區(qū)河網(wǎng)模型的分析成果，在河網(wǎng)的各控制點(diǎn)、內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域控制點(diǎn)設(shè)置水位預(yù)報(bào)點(diǎn)，關(guān)聯(lián)監(jiān)測(cè)和模擬數(shù)據(jù)，用于預(yù)報(bào)點(diǎn)預(yù)警預(yù)報(bào)。

4）河網(wǎng)模型歷史模擬開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圩區(qū)河網(wǎng)模型歷史模擬開(kāi)發(fā)，可選擇任意歷史時(shí)段，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用歷史時(shí)段的降雨、水位和流量數(shù)據(jù)更新內(nèi)嵌河網(wǎng)模型的狀態(tài)和參數(shù)，進(jìn)行模擬計(jì)算。

5）模型調(diào)度預(yù)案模擬開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)進(jìn)行多種方案調(diào)度模擬功能，以及外部設(shè)計(jì)降雨量和排澇泵站等參數(shù)修改器開(kāi)發(fā)，進(jìn)行多情景模擬分析，幫助調(diào)度人員總結(jié)和優(yōu)化調(diào)度方案，降低調(diào)度人員對(duì)復(fù)雜模型軟件操作技能的要求。

6）模擬預(yù)報(bào)開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型進(jìn)行模擬預(yù)報(bào)預(yù)警開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)對(duì)接實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獲取水位、流量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換格式更新內(nèi)嵌河網(wǎng)模型的最新系統(tǒng)狀態(tài)，完成系統(tǒng)模擬準(zhǔn)備。平臺(tái)獲取預(yù)報(bào)降雨信息啟動(dòng)內(nèi)嵌河網(wǎng)模型進(jìn)行模擬，預(yù)報(bào)未來(lái)時(shí)段（如未來(lái) 1～24 h）的圩區(qū)河網(wǎng)水位、泵站流量，進(jìn)行超警戒水位預(yù)報(bào)預(yù)警。

3.4 模擬預(yù)報(bào)流程

Delft-FEWS 系統(tǒng)進(jìn)行配置開(kāi)發(fā)后，可以啟動(dòng)在線模型對(duì)圩區(qū)泵站全開(kāi)（排澇流量為 20.4 m3/s）、半開(kāi)（排澇流量為 10.2 m3/s）、不開(kāi)（排澇流量為0 m3/s）3 種調(diào)度模式進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)。系統(tǒng)進(jìn)行模擬預(yù)報(bào)預(yù)警的操作流程為啟動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)，連接中央數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入降雨、水位的監(jiān)測(cè)和降雨的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，更新內(nèi)嵌模型的邊界狀態(tài)（包括降雨和水位邊界），啟動(dòng)內(nèi)嵌河網(wǎng)模型進(jìn)行仿真模擬，計(jì)算結(jié)束后返回模型成果至系統(tǒng)平臺(tái)，平臺(tái)進(jìn)行河道水位預(yù)報(bào)點(diǎn)預(yù)報(bào)和展示，并根據(jù)河網(wǎng)水位情形進(jìn)行預(yù)警。具體工作流程如下：

1）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入。利用系統(tǒng)菜單區(qū)的人工預(yù)報(bào)，選擇全數(shù)據(jù)導(dǎo)入和處理，將指定時(shí)間段的降雨、水位、泵站運(yùn)行等數(shù)據(jù)全部錄入，并進(jìn)行質(zhì)量檢查，對(duì)缺測(cè)及異常數(shù)據(jù)按照設(shè)定程序進(jìn)行修復(fù)。數(shù)據(jù)導(dǎo)入及處理成功后，可以一起使用數(shù)據(jù)瀏覽器和編輯器查看導(dǎo)入的數(shù)據(jù)。

2）預(yù)報(bào)邊界條件配置。邊界條件主要指預(yù)報(bào)降雨條件，預(yù)報(bào)降雨可以直接導(dǎo)入氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)水利、氣象系統(tǒng)或其他可靠途徑獲取降雨預(yù)報(bào)信息進(jìn)行人工自定義設(shè)置。在系統(tǒng)的“情景分析”模塊，可輸入預(yù)報(bào)時(shí)段的小時(shí)預(yù)報(bào)降雨信息。

3）內(nèi)嵌模型計(jì)算操作。在預(yù)報(bào)模塊界面通過(guò)點(diǎn)擊“馬甲圩水情預(yù)報(bào)模型”可以進(jìn)行馬甲圩水情預(yù)報(bào)模型的預(yù)報(bào)計(jì)算，計(jì)算前需要對(duì)模型運(yùn)行的冷熱狀態(tài)、降雨情景及模擬時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)置，以確保模型初始狀態(tài)更加符合現(xiàn)狀及預(yù)報(bào)狀態(tài)具備可信度。

3.5 調(diào)度模型預(yù)報(bào)預(yù)警分析與查看

3.5.1 預(yù)報(bào)成果動(dòng)態(tài)展示

河網(wǎng)模型預(yù)報(bào)完成后，在系統(tǒng)的空間顯示界面，選擇數(shù)據(jù)顯示模式為數(shù)值或閾值，平臺(tái)按時(shí)間序列動(dòng)態(tài)播放預(yù)報(bào)點(diǎn)預(yù)報(bào)水位的變化，展示隨時(shí)間變化的水位值或預(yù)警狀態(tài)的變化。同時(shí)，也可以按時(shí)間序列動(dòng)態(tài)播放不同調(diào)度模式下的泵站開(kāi)閉狀態(tài)。此外，可以同時(shí)選擇多種調(diào)度模式，對(duì)比預(yù)報(bào)時(shí)段任意時(shí)刻不同空間位置河道水位預(yù)報(bào)情勢(shì)，判斷排澇效能。

3.5.2 預(yù)報(bào)成果空間展示

預(yù)報(bào)成果的空間展示功能，讓用戶可以直觀地查看圩區(qū)重點(diǎn)河塘水位預(yù)報(bào)點(diǎn)分布，并結(jié)合模擬時(shí)段最高水位判斷預(yù)報(bào)預(yù)警狀態(tài)，通過(guò)顯示的不同預(yù)警顏色，重點(diǎn)展現(xiàn)未來(lái)預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)不同空間位置處的河道預(yù)警級(jí)別，呈現(xiàn)河道所面臨的的風(fēng)險(xiǎn)。

3.5.3 模擬預(yù)報(bào)結(jié)果查看分析

在空間顯示與地圖展示界面，雙擊排澇泵站與任意預(yù)報(bào)點(diǎn)，可在數(shù)據(jù)顯示/編輯界面查看模擬預(yù)報(bào)結(jié)果，包括排澇泵站歷史模擬流量、預(yù)報(bào)流量、歷史模擬水位、預(yù)報(bào)水位過(guò)程等，可以選擇顯示數(shù)據(jù)的數(shù)值、閾值、統(tǒng)計(jì)信息、序列信息和數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3.5.4 模擬預(yù)報(bào)結(jié)果評(píng)估展示

SCADA 預(yù)報(bào)水情分析界面實(shí)現(xiàn)了調(diào)度成果的對(duì)比評(píng)估展示。模塊為用戶展示 3 種調(diào)度模式下水位及泵站抽排流量的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，并提供 3 種方案的水情對(duì)比分析。通過(guò)方案比較功能，調(diào)度人員結(jié)合本地歷史經(jīng)驗(yàn)可以做出恰當(dāng)?shù)姆姥凑{(diào)度措施。

預(yù)報(bào)模擬結(jié)束后，點(diǎn)擊進(jìn)入馬甲圩洪澇預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)，顯示馬甲圩調(diào)度水情預(yù)報(bào)成果，具體為1）顯示泵站全開(kāi)、半開(kāi)、不開(kāi) 3 種模式下，圩區(qū)河道水位的動(dòng)態(tài)變化的數(shù)值顯示。2）顯示馬圩一站、二站和沿塘排澇站 3 個(gè)泵站分別在全開(kāi)，半開(kāi)，不開(kāi) 3 種模式下泵站流量的的動(dòng)態(tài)變化的數(shù)值顯示；3）顯示 3 種預(yù)報(bào)方案的說(shuō)明、預(yù)報(bào)過(guò)程出現(xiàn)的最高水位及發(fā)生的時(shí)間。同時(shí)，點(diǎn)擊圖中或表中任意一個(gè)數(shù)值都可以支持水位或泵站的曲線查看，點(diǎn)擊方案比較可以支持 3 種方案的圩區(qū)水位的對(duì)比查看、泵站排澇流量的對(duì)比查看。

3.6 應(yīng)用實(shí)例

為驗(yàn)證防洪調(diào)度系統(tǒng)預(yù)警預(yù)報(bào)的精度，選取歷史降雨進(jìn)行模擬計(jì)算。將系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置為 2019-07-12T15:00，預(yù)報(bào)降雨采用距離圩區(qū)最近的江陰市月城降雨站實(shí)測(cè)降雨資料，利用在線模型平臺(tái)對(duì)未來(lái)24 h 圩區(qū)河道水位進(jìn)行預(yù)報(bào)。圩區(qū)馬圩一站與二站可對(duì)站址上游水位和泵站流量狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，2 處監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與在線模型模擬數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果如圖 3 所示?？梢钥闯?，馬圩一站與二站預(yù)報(bào)期間的監(jiān)測(cè)水位過(guò)程基本處于泵站不開(kāi)與全開(kāi) 2 種模擬情形下的水位過(guò)程中間，這充分證明了在線模型的合理性。但從圖中也可看出，汛期防汛人員實(shí)際對(duì)泵站調(diào)度存在人為性、無(wú)序性，同時(shí)，水位監(jiān)測(cè)位置靠近泵站取水口，水位受泵站抽排活動(dòng)影響，在對(duì)在線模型的驗(yàn)證過(guò)程中很難使模擬與監(jiān)測(cè)結(jié)果完全匹配。

4 結(jié)語(yǔ)

借助 Delft-FEWS 搭建圩區(qū)防洪調(diào)度預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)是一項(xiàng)可靠的、復(fù)雜的、技術(shù)創(chuàng)新的工作，其核心是仿真模擬與信息集成技術(shù)在防汛預(yù)報(bào)和運(yùn)行調(diào)度管理中的綜合應(yīng)用。通過(guò)搭建本系統(tǒng)，集成圩區(qū)河網(wǎng)模型和水文氣象監(jiān)測(cè)信息，實(shí)現(xiàn)馬甲圩不同調(diào)度方案下圩內(nèi)河網(wǎng)水情的仿真模擬與預(yù)報(bào)預(yù)警功能，并通過(guò) 3 種方案結(jié)果的對(duì)比分析評(píng)估成果，為馬甲圩防洪調(diào)度提供決策依據(jù)。圩區(qū)防洪調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)，促進(jìn)了現(xiàn)有信息系統(tǒng)的提升和完善及智能調(diào)度和體系化建設(shè)，為探索實(shí)現(xiàn)多個(gè)萬(wàn)畝圩區(qū)的洪澇調(diào)度預(yù)警預(yù)報(bào)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)與技術(shù)儲(chǔ)備，也推動(dòng)了水利全行業(yè)信息整合、部門合作，發(fā)揮了江陰市在城市洪澇科技創(chuàng)新的引領(lǐng)作用。

圖3 馬圩一站、二站實(shí)測(cè)與模擬結(jié)果對(duì)比