项目名称

余姚市防洪调度决策系统技术研究

  主要完成人

张松达   夏国团   唐永祥   吴劭辉   陈武   张彦芳   宋立松

刘建平   赵伟明

 主要完成单位

余姚市水利局

                              （省内第一完成单位盖印）

市科技行政部门、省级厅（局）推荐意见及建议奖励等级

                                           （盖章）

项目联系

人及电话

 联系人：张松达

 电话：0574－62633247

所属国民经济行业

ABCDEFGHIJK

     √

L M N O P

  任务来源

A BC D E F G

       √

H  I  J  K

    L M N O PQR

成果水平

1.       国际领先2.国际先进

√

3.国内领先4.国内先进

主持鉴定单位

浙江省水利厅

   鉴定日期

2004年 1月

计划（基金）

名称和编号

浙江省水利厅科技计划    RC0336

项目起止时间

起始：1998年1月8日

完成：2003年12月25日

项目简介（所属科学技术领域、主要内容、特点、推广应用、产业化情况）

    防洪调度决策系统是一个社会公益类项目，同时也是一个技术开发类项目。它涉及到3S技术、信息技术、通信技术、自动化技术、计算机技术以及计算流体力学技术等多个领域。

    主要内容通过信息采集子系统、通信子系统、计算机网络子系统、地理信息子系统和防洪预报调度子系统的建设和整合技术的研究与应用，研制建成了一个高科技的防洪调度决策系统，同时提供了这种系统的具体设计理论、方法。

    其主要特点是“先进、实用、安全、可靠、较经济、易维护”。

    这一系统已在余姚市防汛调度决策中发挥了重要作用，产生了重大的经济社会效益。自2000年至今的近四年时间内已产生直接经济效益达1.644亿元。同时还在科学利用中小洪水资源，改善水环境，维持水生态平衡以及减少灾害损失、维护社会稳定方面发挥了重大作用。我省宁波市的各县（市）、区以及嘉兴市、台州市、省水利水电专科学校和外省安徽省等地的有关防汛、水利、科研、教育部门都前来参观，具有广阔的推广应用前景。

                                                      （不超过600个汉字）

发现、发明及创新点

    主要创新点，综合应用实时校正河网非恒定流计算技术、高分辨率遥感影像技术和智能手机查询技术等方面具有创新性，经检索，国内外未见报导。特别是实时校正河网非恒定流计算技术，采用现代计算流体力学技术和现代控制论的理论、方法，成功地解决了大型复杂河网的洪水预报及调度问题。在大型复杂河网非恒定流的定解条件（主要是边界条件）的确定，河网非恒定流矩阵（A）条件数（Cond(A)）分析与伪物理效应的处理，水力模型误差随机过程的分析及三种实时校正方法（卡尔曼（Kalman）滤波、实时最小二乘法、误差自回归法）的比较选择等方面都做了很深入的研究，取得了一系列成果，对现行理论、方法和技术作了重大改进。

                                                      （不超过400个汉字）

保密要点：

                                                      （不超过100个汉字）

与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较

    经查询以及对比分析等工作，国内吉林、湖北、广东、安徽、山西、浙江、上海等省市及长江、黄河的防汛调度决策系统中，3S技术、通信技术、自动化技术、计算机网络技术、河网非恒定流模拟计算等都得到了不同程度的应用，但综合采用上述技术的较少。特别是实时校正河网非恒定流计算技术以及实时校正河网非恒定流计算技术、高分辨率遥感影像技术和智能手机查询等新技术的整合集成，在国内外未见报道，具有很大的创新性和很高的实用价值，处于国内领先水平。

    高分辨率遥感影像技术，给调度决策提供电子沙盘，为地形地貌分析、抢险物料运输方案研究、人员撤离路线确定以及洪水淹没灾害评估等方面提供强有力的支持。智能手机讯息查询技术，携带轻便可靠，不仅可以迅速了解山区、沿海各地第一线情况，同时可以把指令及时发送到这些地方，为决策提供了很好的技术保障。特别是实时校正河网非恒定流计算技术，针对防洪调度决策的实际需要，从计算流体力学和现代控制论馈控方法的结合上进行了创造性的研究工作：在大型复杂河网非恒定流的定解条件（主要是边界条件）的确定，河网非恒定流矩阵（A）条件数（Cond(A)）分析与伪物理效应的处理，水力模型误差随机过程的分析及三种实时校正方法（卡尔曼（Kalman）滤波、实时最小二乘法、误差自回归法）的比较选择等方面都做了很深入的研究，取得了一系列成果，从而成功地解决了大型复杂河网洪水的高精度预报和优化调度问题，具有很大的推广应用价值。

                                                     （不超过800个汉字）

应用情况

    本课题研究成果已应用于余姚市防汛调度决策指挥系统的建设中，在防灾减灾以及利用中小洪水资源和抗旱等方面取得了显著的经济效益和社会效益，促进了余姚市经济、社会、生态的协调发展。

    1、实现了全市范围雨情、水情、工情、灾情、气象信息等各种防汛指挥、水资源管理等所需要的基本信息的自动采集、传递。

    2、应用先进的无线防汛专用网通信技术和计算机网络技术，实现了全市防汛决策指挥系统网络的畅通。使防汛指挥中心与各防指成员单位和乡镇（街道）之间的防汛信息系统通过广域网和局域网畅通无阻，实现了各有关防汛单位对水雨情及其他防汛信息的资源共享，并通过短信及时了解防汛决策的各种指令。

    3、项目应用了3S技术，建成了“数字余姚水利”。在防汛调度指挥决策、水资源调度、水利管理、水利设计规划等应用领域发挥了重要作用。在综合运用多种技术的基础上，达到了水利信息化的可视化、形象化、多维化、实时化和标准化。GIS作为统一的信息平台，能集成多个应用系统，为决策支持的多种通用模型应用留有余地，保证了系统的开放性和扩充性。

    4、建立了全市范围内的洪水预报调度模型。采用的实时校正河网非恒定流计算模型，解决了我市地形多样、河网密布、水利工程众多条件下的复杂洪水的预报调度问题，提高了全市防汛指挥决策水平。还可以对水资源管理的各种方案进行模拟、分析和研究。

    5、该系统建成后产生了重大的经济效益和社会效益，其中自2000年来产生的直接经济效益已达1.644亿元，得到省、市领导的高度评价和地方乡镇干部群众的一致好评。我省宁波市的各县（市）、区以及嘉兴市、台州市、省水利水电专科学校和外省安徽省等地的有关防汛、水利、科研、教育部门前来参观，具有广阔的推广应用前景。

                                                 （不超过800个汉字）

经济效益       16440                          单位：万元（人民币）

项目总投资额

1000万元

回收期（年）

        栏目

年份

  新增利润

新增税收

创收外汇（美元）

节支总额

2000～2003

240

各栏目的计算依据：

    根据水利经济计算规范有关规定、结合实地调查资料确定。

社会效益：

    1、系统建成后，可以迅速采集全市范围内水雨情实时数据，时效性强。比系统建成前每天报汛1～2次延长了至少12小时的洪水预见期，为防汛工作赢得了时间。同时，洪水预报快捷灵活、调度方案生成迅速，为防汛指挥提供了科学合理的决策依据，为防汛抢险、人员和物资转移、灾害救援争取了主动，提高了防灾减灾的快速应变能力。最大限度地发挥水利工程的防洪减灾与兴利效益。

    2、充分利用洪水资源。由于防洪调度决策系统的建立，使得水雨情信息传递提前了12小时，增加了水库安全的可靠性，通过实时调度，适当增加水库蓄水，减少弃水，尤其是可以大胆地拦蓄洪水尾巴。系统建成后，把防汛（洪、涝、潮）工作提高了一个新水平，促进了人口、水资源、水环境的综合平衡和经济、社会和生态的协调发展。

    3、2003年是百年未遇的特大干旱年份，三座大中型水库库水位一度接近死水位，灌区旱情严重，供水危机显现。由于建立了水情遥测系统和气象卫星接收系统，全市河网、水库的水位、邻近地区的水位和天气情况都能实时掌握了解，防汛指挥部采取了减少水库放水，增加外流域引水，提高河网蓄水位等调度对策，并视气象卫星云图情况进行人工降雨，每3个小时根据水位情况调整一次引水和放水方案，大大缓解了旱情，取得了十分显著的效益。这次长时间的抗旱和大范围调水的成功充分得益于对全市水情及旱情的掌握了解。据估算，减少灾害损失达1.5亿元之多。我市是宁波市11个县市中唯一一个没有采取限水的地区，创造了良好的投资环境。

    4、本系统的研制和建成，大大地加速了我市水利信息化进程，极大地拉动了我市水利能力的建设，使我市水利由传统水利向现代化水利迈进了一大步。

国别

申请号

专利号

项目名称

其他知识产权情况：（如著作权、商标权、技术秘密、动值特新品种审定、药品、医疗器械、农药、食品或饲料添加剂等）

主要鉴定（评审）意见：

    1、成果涉及计算机、3S、通信等技术，并整合集成，技术路线正确，系统结构合理。

    2、综合应用实时校正河网非恒定流计算、高分辨率遥感影像、智能手机信息查询等方面具有创新性，特别是创新地采用实时校正河网非恒定流计算技术，进一步提高了预报精度，具有很高实用价值。

    3、成果对防灾减灾有十分重要作用。系统投入使用来，在防洪减灾及利用中小洪水资源和抗旱等方面取得了显著社会、经济效益，促进了经济、社会、生态的协调发展。

    4、成果先进、实时、安全、可靠，对我国许多地区特别对沿海平原河网地区防洪调度决策具有较好推广应用前景。

    成果总体上达到了国内先进水平，其中实时校正河网非恒定流计算技术、高分辨率遥感影像技术和智能手机信息查询技术的集成应用方面处于国内领先水平。

（不超过400个汉字）

序号

鉴定会职务

姓 名

工 作 单 位

所学专业

现从事专业

职称职务

签名

1

主任委员

蔡阳

水利部水文局、水利信息中心

信息化

信息技术

教高、副局长、副主任

2

副主任委员

许文斌

浙江省水利厅

水工

水利

高工、总工

3

副主任委员

刘南

浙江大学

天体物理

GIS

教授、博导

4

委员

胡亚林

国家防总办公室

水式

防汛

高工、副处长

5

委员

辛立勤

水利部水文局、水利信息中心

计算机

计算机

教高、处长

6

委员

张金荣

宁波市水利局

水利

水利管理

副局长

7

委员

许有鹏

南京大学

水文

防汛GIS

教授、副主任