入汛以来,全国遭遇多轮强降雨过程,江河洪水发生早、发展快,山洪灾害频繁,防汛形势严峻。截止8月8日,珠江、长江、太湖、淮河、黄河、松辽等流域先后发生25次编号洪水,列1998年有资料统计以来第一位。
水利部深入贯彻习近平总书记对防汛抗旱工作的重要指示精神和中央政治局常务委员会关于防汛抗洪救灾工作的会议精神,始终把确保人民群众生命安全放在第一位,依照《水利部重大水旱灾害事件调度指挥机制》,在灾险情发生后,利用先进的科学技术迅速、有序、高效获取信息、研判部署、指导应急处置,切实做到了反应迅速、指挥有力、调度有方、落实有效。
在这个过程中,中国水科院闻“汛”而动,组建重大水旱灾害事件技术支撑工作专班,依靠水利专业技术和科技优势,在汛期以来历次洪水灾险情事件中奋勇争先、挺膺担当,用科技的力量赋能水旱灾害防御工作,为各地洪水灾险情的成功处置提供了强有力的支撑。据统计,汛期以来,中国水科院共报送洪水灾险情遥感监测分析和洪水推演分析相关《水旱灾害参阅信息》共31期,内容涵盖了湖南团洲垸溃堤、湖南九峰水库渗漏、四川汉源暴雨泥石流灾害、陕西柞水高速公路桥梁垮塌、黑龙江胜利水库超校核水位运行和乌苏里江堤防超保洪水、湖南涓水溃堤、吉林蛤蟆河溃堤、辽宁王河溃堤等所有重大洪水灾险情事件。
一、支撑湖南团洲垸溃堤险情处置
7月5日下午4时许,湖南省岳阳市华容县团洲垸洞庭湖一线堤防发生决口重大险情。中国水科院迅速开展相关分析全力支撑险情处置和退水工作。一是开展遥感监测工作。依托中国水科院自主研发的水利应急遥感监测系统平台开展,利用国产高分3C和高分1D卫星等遥感影像数据持续对钱团间堤、团洲垸及周边洪水淹没险情进行遥感监测。

图1 团洲垸钱团间堤遥感监测专题图(光学卫星影像)

图2 团洲垸溃堤遥感监测专题图(雷达卫星影像)
二是开展团洲垸退水与洪水风险推演分析。推演分析依托中国水科院自主研发的通用高性能洪水分析模型软件SkyIfms和SkyFras完成,模型软件基于CPU-GPU异构并行加速计算技术,实现洪水淹没过程分钟级推演。准确预测了洞庭湖一线堤防内外水位平衡时间,为堵口时机的决策提供了科学的建议;准确模拟了钱团间堤一旦失守情景下的影响范围,陈述了严防死守钱团间堤的利害关系;根据地形及未来水雨情提出的第三道防线位置与实际填筑的第三道防线基本一致;提前20天准确预测了团洲垸退水情况。

图3 钱团间堤不同决口情景下的淹没范围
二、支撑湖南涓水溃堤险情处置
7月28日20时许,湖南省湘潭县涓水四新堤段发生决口险情,影响新塘村、新虎村共4000余人。中国水科院迅速开展相关分析全力支撑涓水堤防决口险情处置和退水工作。一是遥感监测工作。依托中国水科院自主研发的水利应急遥感监测系统平台开展,利用国产高分2号、环境2号等卫星遥感和无人机手段持续对涓水堤防决口险情和洪水淹没情况进行监测分析。

图4 7月29日9时42分溃口情况

图5 7月30日12时淹没情况(左)和7月31日11时38分淹没情况(右)
二是开展涓水堤防决口洪水风险推演和退水分析。基于涓水四新堤段高精度DEM数据、风险区内堤防、道路等线状阻水地理要素等,利用中国水科院自主研发的SkyHiflood模型软件构建洪水演进二维水动力学模型实时动态推演堤防决口发展、洪水演进和退水过程,该模型软件采用具有激波捕捉能力的Godunov格式,可准确模拟各种复杂洪水运动过程,并采用了基于CPU共享内存和基于GPU异构并行计算的高性能计算方式,可以适配不同的硬件加速需求。考虑涓水上游两座水库的控泄带来的河道水位变化情况,动态调整模型边界输入条件,科学研判涓水溃堤进洪量及淹没范围,准确提出洪水突破冯家染铺高地的可能性不大,并精准预测淹没区逐日退水过程,为险情的应急处置提供了有力支撑。

图6 涓水堤防决口淹没区退水过程图
下一步,水利部将密切关注全国各地雨情水情汛情险情,强化分析研判,落实落细暴雨洪水防范应对各项措施,确保人民群众生命财产安全。中国水科院将进一步优化整合各类科技资源,持续推进水利科技自主创新,依靠先进水利科技手段为水旱灾害防御工作提供更加系统、科学、安全、精准的支撑。