WebGIS长江流域防洪调度系统与实现

近年来,由于极端气候变化影响和城市过度扩张,长江流域频繁发生的洪水灾害严重威胁到沿江人民的生命和财产安全,成为制约流域社会经济可持续发展的重要因素。通过探讨气候变化与城市洪涝灾害的形成因素,阐明城市化与城市洪涝灾害的密切关系。在研究河流、湖泊、湿地、绿地的布局和防洪功能的基础上,提出城市生态防洪的理念,研究对于协调城市的人水关系,解决城市特有的洪涝问题,推动流域可持续发展具有重要意义。

1 长江流域防洪工程体系 经过60多年的防洪建设，长江中下游已初步形成以堤防为基础、三峡水库 为骨干，其他干支流水库、蓄滞洪区、河道整治工程及防洪非工程措施相配套的 综合防洪减灾体系。 一、防洪工程 （一）堤防工程 长江中下游堤防，包括长江干堤、主要支流堤防，以及洞庭湖区、鄱阳湖区 等堤防，总长约30000公里，是长江防洪的基础。目前，长江中下游3900余公 里干堤已全部完成达标建设。 长江中下游干流堤防设计洪水位分别为沙市45.00米、城陵矶34.40米、汉 口29.73米、黄石27.50米、湖口22.50米、大通17.10米、芜湖13.40米（有台 风为13.50米）和南京10.60米（有台风为11.10米）。 荆江大堤、无为大堤、南线大堤、汉江遥堤以及沿江重点防洪城市堤防为1 级堤防。松滋江堤、荆南长江干堤、洪湖监利江堤、岳阳长江干堤、

乌江流域思南县城、沿河县城、彭水县城等防护对象堤防建设的实际防洪能力低于规划标准,而且由于受上游水库的下泄和下游水库水位顶托的双重影响,导致流域的整体防洪能力不足。为了使上述3县城的堤防建设达到防洪设计标准,对乌江流域防洪调度现状和存在的问题进行了分析研究,在此基础上,建立了梯级水库联合防洪调度模型和水库回水计算模型。以彭水县城为例,运用上述两种模型进行了模拟计算分析,根据分析结果,提出了防洪调度措施、不承担防洪任务水库应急调度以及应急转移等一些应对措施,可为乌江流域防洪调度提供技术支撑和决策参考。

建立完善的长江流域防洪政策法规体系,是长江流域防洪体系建设的重要内容,也是流域防洪体系的重要组成部分。只有工程措施与非工程措施相结合才是彻底解决长江防洪问题的根本出路。从解决突出问题的实际出发,对长江流域分蓄洪区建设与管理政策法规、洪水保险政策法规、汛期排涝政策法规、防洪水库调度管理政策法规进行了研究,提出了相应的措施及建议。

长江流域防洪规划的实施,将全面提高流域的防洪标准,以保障流域经济社会的可持续发展。分析了该规划实施后所取得的综合社会、经济和环境效益,并将防洪规划项目分地区、分类型划分,按“扩大指标法”分析估算防洪规划方案实施后的多年平均防洪效益。通过1997年工情和2010年工情的对比,还分析估算了防洪规划方案实施后遇类似1954、1998年型洪水时的防洪效益。

长江干流全长6300km,流域面积180万km2,占全国陆地总面积的18.8%,居住着全国约1/3的人口。流域内气候温和,雨量丰沛,多年平均水资源总量9616亿m3,占全国水资源总量的36%。长江流域防洪规划始于20世纪50年代,长江水利委员会在1959年编制的《长江流域综合利用规划要点报告》中就对长江流域的防洪进行了较为系统的规划,1972、1980年两次长江中下游防洪座谈会对其中的防洪规划又进行了系统的完善。基于对长江流域防洪形势演变的理解,分析了新编长江流域防洪规划的特点,并依据专家对该规划的审查,讨论了规划触及的相关焦点问题,最后给出了看法和意见。

在新形势下,特别是中央提出长江共抓大保护,不搞大开发,坚持走生态优先,绿色发展的道路,水库群越来越得到社会各界的广泛关注.阐述了长江流域水库群联合调度工作取得的积极进展,分析了长江流域水库群联合调度工作存在的主要问题,提出了长江流域水库群联合调度工作方向,从进一步完善联合调度体制机制、加强联合调度技术研究、拓展联合调度范围和规模、提高水文气象预测预报水平、提升联合调度信息化水平等方面持续推进长江流域水库群联合调度工作,保障流域防洪安全,促进水资源高效利用,维护长江优良生态,实现水库群整体最佳综合效益.

本文通过对长江洪水原因进行分析,对生态重建提出一系列建议:对流域的土地利用和土地覆被进行综合考察和评价;在流域可持续发展的总体框架下制定生态恢复计划。

长江干流横贯我国东西,是我国经济最发达的区域之一,但同时也是生态承载力过重、环境极为脆弱、资源消耗过量的地区。长江中下游频繁的洪水灾害与水质的持续恶化是沿江人民的心腹之患,严重制约了国民经济的健康发展。长江防洪策略应该不断更新完善,更加突出防洪与社会可持续发展的关系,新时期更多进行防洪工程措施与非工程措施的匹配研究,偏重非工程措施建设,加强小流域与城市防洪、利用洪水体系建设,加大全民宣传力度,保护生态环境,充分利用洪水资源。

2018年汛期,长江发生2次编号洪水,长江流域气象中心围绕长江防汛抗旱和水电生产开展水库优化调度气象服务,抓住水库安全消落、平稳度汛和汛后蓄水3个关键服务内容,从气候预测、天气预报和灾害预警等多个环节提升水库群联合调度气象服务水平。分析了2018年长江流域气候特点,总结了长江流域气象中心水库调度气象服务的开展情况,阐述了长江流域水库调度气象服务工作的新需求,提出了加强水库调度气象服务顶层设计、提高水库调度气象科技支撑能力、提升气象与行业信息的共享水平等推动气象服务持续向好发展的新思路。

中澳长江防洪及管理项目中引进水文urbs模型,综合介绍了urbs模型的基本原理以及在长江流域的应用情况。urbs模型充分考虑流域下垫面水文特性的空间差异对流域降雨径流形成的影响,将流域分成若干个子分区,在各子分区上分别进行产汇流模拟并分段演算至流域出口断面。该模型是继新安江模型、api模型后在长江流域广泛适用的一种新的水文模型,对于长江水文预报中采用多模型比较,提高降雨径流预报精度,特别是无资料地区,具有较大的实用价值。

长江流域是国内城镇化水平较高、工业发达的地区之一。主要城市又是各地区的政治、经济、商贸、科技、文化的中心,因此城市对防洪提出了新的要求。长江流域防洪规划实施后,将极大地提高主要防洪城市的抗洪能力,同时防洪工程的实施也会对环境产生影响。针对主要城市解决防洪问题拟采取的工程、生物和管理措施,从环境保护、景观生态学和可持续发展的观点出发,分析实施这些措施对城市环境可能造成的影响,并提出对策措施。

长江流域水患的原因是多方面的,在这些原因中又以其泥沙的问题最为突出,而水土保持是控制泥沙的根本,文章认为在长江流域的治理中,采取有效的水土保持措施是治本之法。

长江流域治理开发的首要任务是防洪,防洪就是预防洪水对流域内人类社会、生态与环境的破坏,具有维护和改善流域生态环境的重要作用。防洪规划的目的是为防御洪涝灾害,实现“人水和谐”。防洪规划涉及的范围广,规划的防洪体系建立完善后将会产生巨大的防洪效益,但也会对各流域的生态与环境产生影响。主要分析规划方案实施可能对生态与环境造成的不利影响,从保护生态与环境的角度,提出调整、优化规划方案的意见,为决策提供科学依据;同时,针对规划推荐方案,提出预防、降低、修复或补偿因规划实施可能造成的不良环境影响的对策和措施,使防洪规划和生态与环境保护相协调。

2005年汛期,辽河流域的大伙房、观音阁、清河、柴河等大型水库上游发生大洪水和较大洪水,辽宁省被国家确定为洪水重灾区。辽宁省按照“适度承担风险,有效控制风险,主动规避风险”的原则,科学调度,充分发挥大型水利工程的防洪减灾作用,将暴雨洪水的影响和灾害损失降到了最低限度,实现了防洪减灾效益最大化的目标,并探索出了一种“全信息动态综合优化预报调度”的新方法。

长江流域湿润地区生态需水探讨——生态需水研究越来越受到国内外学者的重视，长江流域水生态系统的健康对流域水资源乃至全国水资源的可持续利用有着极其重要的意义。研究流域生态需水种类，探讨生态需水研究重点及其分析计算方法，旨在更好地寻找解决湿润地区生...

可公度性表示自然界事物之间的一种秩序。可公度性即概周期,是周期性的一种扩展。基于可公度信息预测理论,初步探讨了水旱灾害事件概周期(灰周期)外推的数列预测方法。采用三元可公度公式直接外推法对长江流域洪水进行了预测,并结合可公度网络结构图分析了其物理机制。初步估测显示,未来长江中下游大洪水可能发生在2008年和2013年左右,长江上游的大水年和大旱年分别可能发生在2009年和2007年左右。该方法有较强的物理成因基础,模拟精度较高,外延预报精度有待事实检验。

水资源质量评价是水资源调查评价的组成部分,是长江流域水资源综合规划的重要内容。通过对长江流域1553个水质监测站点的监测资料进行分析,从水化学特征、河流及湖库现状水质、湖库营养状态、水功能区达标情况和地下水现状水质及污染等方面,对长江流域水资源质量进行了评价。结论表明:长江流域地表水水质总体较好,局部区域趋向恶化;地下水现状水质总体较差,污染较为严重。

本文阐述了长江流域水利综合站网展示系统建设的目标和意义，在需求分析的基础上提出系统设计的总体架构和技术路线，并从数据组织、数据访问、缓存技术以及瓦片金字塔和gis服务技术等方面分析了系统实现的关键支撑技术，最后就系统的功能结构和主要实现的功能模块进行了介绍。

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城市是一个社会-经济-自然复合生态系统.长江流域城市生态系统的主要特点是:以人为主体、以自然环境为依托的生态系统;不独立的、全方位开放的生态系统;多层次、多功能的复杂系统;具有明显的生态边缘效应.