黄河水资源管理调度数字化研究与实践

摘要

黄河是我国西北、华北地区的重要水源，以其占全国河川径流总量2％的水资源，承担着全国12％的人口、15％的耕地和50多座大中城市的供水任务，同时还要向流域外部分地区远距离调水。但是，自上世纪七十年代以来，黄河流域水资源供需矛盾不断加剧，下游频繁断流，进入九十年代，几乎年年断流。黄河日趋加剧的断流局面引起了党中央、国务院和社会各界的高度关注。
　　 为缓解黄河流域水资源供需矛盾和黄河下游断流形势，1998年12月经国务院批准，原国家计划委员会和水利部联合颁布实施了《黄河水量调度管理办法》，授权黄委对黄河水量实施统一调度。
　　 自1999年开始实施黄河水量统一调度以来，通过综合运用行政、工程、科技、法律、经济等手段，精心组织，科学调度，取得了连续10年不断流的成绩。通过多年研究与实践，初步建立了行之有效的综合管理措施，基本遏制了超计划用水势头，.流域特别是河口地区生态环境有所改善，促进了节水型社会建设，有力支撑了流域及相关地区经济社会可持续发展，但水资源供需矛盾依然十分突出。断流现象虽然有所缓解，黄河流域属资源性缺水地区的特征仍不改变。随着经济社会的发展，需水量不断增加，缺水形势越来越严峻，加之流域统一管理十分薄弱，黄河缺水断流问题并没有从根本上解决。缺水已成为经济社会可持续发展的主要制约因素。怎样监管及调度有限的黄河水资源，使之发挥最大的效用，成为一个重要的议题。随着信息技术的飞速发展，水资源调度数字化被提出并开始实施。2002年12月，水利部黄河水利委员会公布《“数字黄河”工程规划》报告，全面指导“数字黄河”工程建设。“数字黄河”以新的治水思路为出发点，紧密跟踪当前科技的最新技术和发展趋势，从水利信息流入手，将以计算机为核心的信息技术全面引入水利行业，为实现中国水利现代化提供了可操作的具体内容。“数字黄河”工程的提出是黄河治理开发与利用的需要，是黄河事业可持续发展的需要，是中国水利信息化的需要，是在流域层面上对中国“数字化”发展战略的具体响应。
　　 黄河水资源管理与调度数字化(简称“数字水调”)是“数字黄河”工程的重要组成部分，是新的治水思路与当前科技的最新技术成果相结合的产物，是从水资源管理与调度的业务流和信息流入手，以计算机为核心的信息技术为支撑，实现水资源优化调度管理的过程。“数字水调”工程本身也是非常复杂的。自2003年开始建设以来，借助全数字摄影测量、遥测、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)等现代化手段及传统手段采集水量调度管理相关的基础数据，通过微波、超短波、光缆、卫星等快捷传输方式，构建一体化的水资源管理与调度数字集成平台和虚拟环境，在这一平台和环境中，以功能强大的系统软件与数学模型对黄河水资源调度和管理的各种方案进行模拟、分析和研究，并在可视化的条件下提供决策支持，增强决策的科学性和预见性。根据工程建设规划，“十二五”期间将继续推进“数字水调”工程建设，在黄河入海老刁口流路及河口每一个河水出水口建设监视控制自动化和网络传输设备。
　　 科技的飞速发展，在“数字水调”相关领域出现了许多新的技术，而且，在工程建设过程中，也发现需要增加的新水调管理需求及技术改进创新点。为更好地使已建工程发挥最大功用，更好地为后期工程建设提供技术参考，更好地节省工程建设成本，本项研究将深入剖析研究已建“数字水调”工程系统，结合自身工作实践和当今先进水资源管理数字化技术，提出工程建设革新方案，为上级工程建设领导部门的科学决策提供参考。