特别关注 ＣＨＩＮＡ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ２０１７．１４ 长江洪水监测预报预警体系建设与实践 一以２０１７年长江１号洪水预报为例 王 俊 （水利部长江水利委员会水文局，４３００１０，武汉） 摘 要：近年，在水利部及长江委领导下，长江水文监测预报预警技术取得长足进步。２０１７年６～７月长江发生中 游型大洪水，洞庭湖、鄱阳湖水系部分支流发生特大洪水，洪水全面检验了长江水文监测预报预警能力、水平及 其在防洪调度决策上的作用。总结经验、明确前进方向，对于推动长江水文事业和技术持续进步十分必要。 关键词：洪水监测；洪水预报预警：长江：２０１７年１号洪水 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｗａｒｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｆｌｏｏｄ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｉｎ ２０１７／／Ｗａｎｇ Ｊｕｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｌｅａｄｅｒｓｈｉｐ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，ｇｒｅａｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｍａｄｅ ｉｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｗａｒｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ．Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄ ｆｒｏｍ Ｊｕｎｅ ｔｏ Ｊｕｌｙ ｉｎ ２０１７，ｍａｊｏｒ ｆｌｏｏｄ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ，ａｎｄ ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ ｆｌｏｏｄ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｉｂｕｔａｒｙ ｐａｒｔｓ ｏｆ Ｄｏｎｇｔｉｎｇ Ｌａｋｅ ａｎｄ Ｐｏｙａｎｇ Ｌａｋｅ，ｗｈｉｃｈ ｂｏｔｈ ｉｎｓｐｅｃｔｅｄ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｗａｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｏｌｅ ｉｎ ｍａｋｉｎｇ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｓｕｍ ｕｐ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ ｃｌａｒｉｆｙ ｔｈｅ ｗｏｒｋ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｕｎｄｅｒｔａｋｉｎｇｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｌｏｏｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；，ｆｌｏｏｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｗａｒｎｉｎｇ；Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ，ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｆｌｏｏｄ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｉｎ ２０１７ 中图分类号：Ｐ３４３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００—１１２３（２０１７）１４—０００８—０３ 洪水监测预报预警是防汛工作 的“耳目”和“参谋”，是一项十分重要 的防洪非工程措施，水文气象部门通 建成满足长江防洪需要的洪水监测 流速仪、ＬＩＳＳＴ等。研发了水文缆道测 验智能控制系统、水文测船测验智 预报预警体系。 一过连续２４小时不问断监视流域水雨 情发展，掌握和预测洪水发展变化过 、长江洪水测报 能控制系统，提升了水文测验载体 的智能化水平，提出了动船法测验 １．长江洪水监测 据不完全统计，目前全流域有各 类水文站点（不含中小河流站、山洪 站）约１４０００个。经过多年来对站网 理论，结合ＡＤＣＰ的应用实现了流量 快速测验技术换代升级。目前，ＡＤＣＰ 已经成为长江流域水文流量测验的 基本手段，单次流量测验平均时间从 ２．５ ｈ缩短到４０ ｎｆｉｎ左右．高洪等特殊 情况时可控制在２５ ｍｉｎ以内．较以前 缩短了约８０％．为防汛测报赢得了宝 贵时间，显著提高流量测验时效。 测验技术的改进促进了测验方式 改革。自２００７年以来，长江水文在 程，为有效运用防洪工程措施和制 定正确的防洪对策提供决策依据， 从而以较小代价达到减少灾害损失 的目的。 长江１９９８年大水后，随着中小 的不断调整、补充、完善和优化，已初 步建成能够基本满足长江洪水监测 河流水文监测、国家防汛抗旱指挥系 统等项目建设．长江流域水文监测站 网迅猛增长．新仪器新设备广泛应 用，水文信息海量剧增；同时，流域水 需求的水文站网体系。 ２０世纪９０年代以前．洪水监测 沿用传统的流量测验方法．以流速仪 法为主，辅以浮标法等。２１世纪以来， 特别是近十年通过技术交流与合作， 研发和引进不少先进的新仪器．如声 学多普勒剖面流速仪（ＡＤＣＰ）、电波 文部门围绕长江防洪实际需要．不断 提高预报精度，增长预见期．水文监 全国水文系统率先开展测验方式 方法改革．通过不断实践改进，逐 步形成“巡测优先、驻巡结合、测报 测、预报预警能力显著增强，已基本 收稿日期：２０１７—０７—２１ 作者简介：王俊，局长，二级教授。教授级高级工程师。 ８ 特别关注 ２０１７．１４中国水利 自动、应急补充”测验模式．在确保 水文气象相结合、科研与生产相结 合”的技术路线。同时水情预报预警 服务范围和服务对象不断拓展，逐步 实现“行业水文”向“社会水文”转变。 通过水文气象耦合，短中长期嵌 套，构建了以重要水库、防洪对象及 干支流控制断面为节点、满足各类对 象防洪目标及需求的长江流域预报 满足防汛等需求的同时有效提高了 测验效率。 ２．长江洪水报汛 目前．长江流域水情报汛方式主 要由水文局预报中心作为流域数据 中心，及时汇集水文局下属１５个分 １．定量降水预报 为掌握流域内暴雨天气变化规 律、延长洪水预见期，２０世纪５０年代 末开始开展水利气象预报业务，制作 流域降水预报。近年，长江流域定量 河系３１个，预报节点４００余个，水库 调度节点６０多个，预报方案７６０多 套，基本实现了流域的全覆盖。 随着计算机技术的进一步发展． 洪水预报系统成为提高预报作业效 中心实时水雨情信息并转发至国家 防总。同时与流域内各省（自治区、直 辖市）水文部门及长江上中游控制性 水库管理部门联系，通过数据交换平 台收集各类水情信息．为长江流域防 汛工作做好基础数据支撑。 长江流域水文报汛受技术手段 制约．中华人民共和国成立后主要采 取人工拍报方式。２１世纪以来，随着 国家防汛指挥系统的建设，报汛技术 得到质的飞跃，水情监测设备和通信 技术不断更新，２００５年率先实现自动 报汛，水情报汛从信息采集、处理与 集成、传输、接收等各项环节均全面 实现自动化，报汛频次和时效性大大 提高，测站可实现最短５～１０ ａｒｉｎ报汛 频次，并确保在３０ｍｉｎ内完成信息从 测站到各级防汛指挥部门。从２０１１ 年开始，新的水情信息交换系统在长 江流域推广应用，再次大幅度提升水 情信息传输技术水平．传输信息基本实 现实时共享，３０ ｍｉｎ到达国家防总的信 息整体合格率保持在９９．９％以上。 为更好地发挥水库群的综合效 益，在国家防总确立水库群信息共享 和运行管理机制的背景下．长江流域 自２０１３年开展上游水库群信息共 享，目前已推广至长江上中游主要水 库，基本实现长江上中游各控制性大 型水库实时信息、预报调度信息以及 流域内遥测站水雨情信息的实时共 享。目前长江流域各类信息报送站点 约４万个，报汛信息量持续增长。 二、长江洪水预报预警 为延长预见期、提高洪水预报精 度，经过几代预报员的探索，长江洪 水预报逐步形成“短中长期相结合、 降雨预报制作方法以天气学方法为 主，并融合了数值预报和预报员的经 验。随着数值预报技术的发展，为更 好地制作长江流域定量降雨预报．目 前流域水文气象部门逐步引入并大 量应用ＷＲＦ、ＥＣＭＷＦ、ＣＦＳ、Ｔ６３９等 不同时间尺度的多种数值预报模式， 针对长江不同区域进行优化处理．最 大化地提高定量降雨预报的准确率。 目前．长江流域水文部门制作发 布短中期（１～７ｄ）、延伸期（８～２０ ｄ）及 长期（月、季或年）等多时间尺度的定 量降雨预报，其中短期降雨预报提供 长江流域未来１～３ ｄ逐２４ ｈ面雨量． 定量基本正确：中期降雨预报提供长 江流域未来４～ｌＯｄ降雨预报．该预报 重点提供预报期内降雨过程信息，其 降雨过程的起止Ｅｔ期、落区、强度等 预报信息极具参考应用意义；延伸期 预报，提供未来ｌ０～２０ｄ降雨天气趋 势预报，具有一定参考价值。 ２．洪水预报系统 长江流域洪水预报从应用相关 图、谢尔曼单位线、降雨径流指数、马 斯京根演算、大湖演算等传统预报方 法开始，不断探索新理论、新方法，通 过与国内外科研院所合作，实现了水 动力学模型、分布式模型在长江流域 的应用，引入了分布式新安江、 ＤＤＲＭ、ＳＷＡＴ、ＴＯＰＫＡＰＩ、ＲＳ Ｍｉｎｅｒｖｅ 等（半）分布式水文模型及ＭＩＫＥ１１系 列模型软件．在深入研究多梯级水库 阻断影响、长河道洪水演进规律及复 杂江湖关系的基础上，建立了水文一 水动力学耦合、智能校正和专家交互 的预报调度一体化模型。 率的关键手段。２００８年在前期工作基 础上，通过防汛指挥系统一期建设， 开发完成了长江洪水预报系统，预报 作业时间从２—３ｈ缩短至几十分钟。 ２０１５－－２０１６年依托国家防汛指挥系 统二期工程——长江防洪预报调度 系统建设项目，开发完成集洪水预报 与防洪调度为一体的长江防洪预报 调度系统，实现了水雨情监视、信息 查询统计、预报调度计算、防洪形势 分析、会商汇报演示等功能。通过河 系自动预报、专家交互校正．实现了 长江流域主要水库、干支流等重要防 洪控制断面的快速分析预报．在２０１６ 年、２０１７年长江中下游地区大洪水预 报调度中发挥了重要作用。 ３．洪水预报预警 随着信息社会发展、技术进步及 需求增加。洪水预报预警服务产品及 范围逐步扩大。服务对象从原来各级 防汛部门、航运及施工部门、水库管理 部门等逐步向企事业单位、社会公众 拓展，预报预警服务方式也从原来的 纸质、邮件、传真等逐步扩展为ＷＥＢ 网络、短信、电子邮件、手机ＡＰＰ、微信 公众号等；服务产品灵活多样，有短中 期、延伸期定量降雨预报、短中期水情 预报、长期水文气象预报及水情简报、 水情公报、重要水雨情报告、水雨情综 合分析、水库调度方案分析等．并可根 据不同用户提供需求定制。 长江流域洪水预报预警采取分 工负责的合作机制，制作和发布流域 内洪水预报预警，当有较大洪水过程 发生时，根据预见期和服务需求，发 布洪水洪峰和过程预报。长江流域各 ９一 特别关注 ＣＨＩＮＡ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ２０１ ７．１ ４ 有关省（自治区、直辖市）均制定了辖 区内洪水预警预报发布相关管理办 ３天预报城陵矶（七）、莲花塘站超警， ７月１日预报城陵矶将超保，并及时 湖干支比倒置，形成了洞庭湖城陵矶 与长江莲花塘水位最大落差为０．５７ ＩＴＩ．创历史之最． ．法，预警覆盖范围持续扩大，预报预 警工作成效日益显著。 制作上中游水库群为城陵矶防洪补 偿调度方案．７月２日提前２天预报 长江中下游莲花塘至大通江段全线 洪水期间．共发布２６期长江干 支流主要控制站洪水预报，２７期长江 三、２０１ ７年长江１号洪 水预报实践 ２０１７年６月２２ Ｅｌ一７月２日．长 超警．７日提前５天预报莲花塘站退 出警戒水位．１１日提前５天预报长 江中下游干流各站均退出警戒水位 以下。 流域水雨情综合分析，２３期水雨情短 信，３期洪水黄色预警，１期长江干流 洪水编号。准确、及时的洪水预报预 警服务．为科学调度和决策赢得了更 长预见期，提供了有利技术支撑。 据统计，２０１７年长江１号洪水期 间．长江水情ＡＰＰ系统使用账户人数 不断增加，单Ｅｔ最大访问数上千人次， 接口调用（查询）数万次；同时，通过 江流域发生了两次强降雨过程．长江 中游发生区域性大洪水．洞庭湖、鄱 阳湖水系部分支流发生特大洪水，中 下游干流莲花塘以下主要站点全线 超警，洞庭湖城陵矶（七）站超保证水 位，形成“长江２０１７年第１号洪水”。 ２０１７年１号洪水特点有五个之 “最”。一是螺山河段水位流量关系最 右偏，７月３日８时２分螺山站水位 ３２．９１ ｍ．实测流量６０ Ｏ００ｍ ／ｓ，水位流 量关系线显示为最右偏。二是７月 宜昌站流量历史同期最小。长江防 总连续下发５道调度令，将 峡水 库出库流量由２７ ３００ ｍ３／ｓ逐步减小至 ８ ０００ ｍ３／ｓ，全力为中下游拦蓄水量。７ 月４日６时宜昌站出现最小流量 在此次洪水过程中，长江委水文 局密切监视天气变化，提前半月预报 了降雨天气过程，提前１周做出了强 降雨预报及预警相关工作．及时发布 “美丽长江”“长江水文”等微信公众号 向社会发布洪水实况及预测预警信 息．为沿岸各级防汛部门抗洪抢险、居 民群众有效避险提供了准确及时的洪 水信息，防洪及社会效益显著。 了长江１号洪水和黄色预警，为防汛 决策赢得了宝贵时间。 在６月５日的延伸期降雨预报 中．提前１７天明确了两湖水系自２１ ６ ５７０ ｍ３／ｓ，为同期历史最低值。三是 城陵矶实测流量为历史最大．７月４ 四、结语 尽管长江洪水监测预报预警在 ２０１７年长江流域防汛减灾工作中发 挥了重要作用，但多元化的服务对象 及其需求，相关科学领域的进步和发 展，给长江洪水监测预报预警提出了 日８时５５分城陵矶实测流量为４９ ２００ ｍ３／ｓ，为历史最大值。四是洞庭湖 来水干支比倒置．本次洪水过程洞 庭湖来水占绝对主导地位．四水合 成流量达５０ ０００ ｍ３／ｓ．三峡以上来水 仅约２５ ０００ ｍ３／ｓ．四水合成流量占螺 日开始的持续强降雨过程：随着时间 的推进，６月１６日、２３日的中期降雨 预报成果中，对２２—２８日的强降雨 量级进行了较准确的分析确认：２５日 滚动预报６月２９日一７月２日在洞 更高要求，也带来了发展机遇。我们 将立足于当前大好形势，以创新驱动 发展。为相关业务部门及社会公众提 供更强有力的支撑和服务。 责任编辑■ 李建章 庭湖水系又有一次强降雨过程维持： 随后的短中期预报不断地对两次降 雨过程的强度、落区进行修正。根据 水情变化及降雨预报．６月２９ Ｅｔ提前 山总入流（约９０ ０００ ｍ３／ｓ）比例超 ５５％，三峡控制８ ０００ｍ３／ｓ出库后，城 陵矶江段出现洪峰时洞庭湖来水占 螺山来水比例达８５％。五是由于洞庭 （上接第７页）有必要对相关支流堤 内河普遍存在填湖造地、挤占河道现 象，原有河湖水系被破坏和淤塞．导致 量人口，分洪损失大，加之没有进退洪 防和湖｝白堤垸分级，并分类指导，按 相应防洪标准进行加固建设：着力加 强两湖重点垸的加固建设．切实提高 其防洪减灾能力。 设施，分蓄洪运用决策困难。目前，长 江流域仍有部分蓄滞洪区围堤未达 标．绝大多数蓄滞洪区没有进退洪设 支流通江能力、内湖蓄洪能力大幅度 下降。要正确处理江、河、湖、圩关系， 适当开展退田还湖，巩固已有平垸行洪、 移民建镇成果，按照洪水调度方案及时 施，安全设施滞后。要抓紧开展蓄滞洪 区围堤达标和安全设施建设，重点建 ２．支流通江能力和湖泊蓄洪能 力下降 由于历史原因，河道湖泊洲滩被 不断围垦和开发利用，长江中下游湖 泊面积逐渐缩小。１９４９年大通以上通 江湖泊面积为１．７２万ｋｍ ，目前仅为 运用双退垸和相关单退垸蓄滞洪水。 设长江流域１２处重要蓄滞洪区及华 阳河蓄滞洪区，优先安排城陵矶附近 ３．蓄滞洪区分蓄洪运用困难 ２０１７年资水益阳站最高水位 ３９．１４ ｍ，按照洪水调度方案．可运用 民主垸蓄滞洪区分蓄洪水．但由于民 主垸安全转移设施较少，需要转移大 １００亿ＩＴＩｓ蓄滞洪区及杜家台、康山蓄 滞洪区的建设：逐步实施一般蓄滞洪 区围堤达标和安全设施建设。 责任编辑轩■ 玮 ０．６５万ｋｍ （仅洞庭湖、鄱阳湖通江）。 ■１０