可复制可推广的流域现代化管理探索——黄柏河东支的实践路径
黄柏河东支流域
矩阵建设情况
2024年4月，黄柏河东支流域现代化水库运行管理矩阵建设正式全面启动。到目前为止，黄柏河东支流域“四全、四制（治）、四预、四管”矩阵管理平台的框架已基本搭建完成，并进入试运行阶段。
“四全”管理建设情况。黄柏河东支流域内的20座水库，都已完成注册登记，并被纳入黄柏河东支流域矩阵管理平台进行统一监管。该系统借助流域“天空地水工”一体化的感知监测体系，能够实现72小时水雨情趋势的预判，自动启动“预测—分析—预警—处置”的流程，基本实现了对流域情况的动态掌握。系统实时采集库区、工程、下游等全要素信息，建立“一库一策”的电子台账，与省、市水库监管平台实现数据互通和实时更新，基本达成了流域监管全覆盖、要素全掌握、管控全天候以及全周期管理的目标。
“四制（治）”体系建设情况。建立了以“行政首长负责制”为核心的“四级安全责任人”清单，配备专业技术人员专门负责流域内4座大中型水库的一体化管理。颁布了《宜昌市黄柏河流域保护条例》《黄柏河东支流域生态补偿实施方案》，成立了宜昌市生态环境保护综合执法支队，建立“流域+政府”的联防机制，与司法、生态环境、农业农村、公安等部门联动，引入“河小青”“三峡蚁工”等公益组织，开展“世界水日”“中国水周”“保护母亲河”“法律六进”等主题宣传活动，形成了“河长+警长+检察长”的协同管理机制，基本实现了流域“体制、机制、法治”管理的创新。
“四预”措施建设情况。系统接入了CMA、EC等精细化气象卫星预报服务，结合自建的监测站点，构建起“卫星监测—雨量站—水文站”三道防线。引入精细化洪水预报模型，实时预测洪峰流量、洪峰出现时间及洪水总量等重要数据，并自动启动监测预警。结合高精度地形数据和三维可视模型，构建了适应复杂河道地形的洪水推演模型，对未来洪水发生的时间、强度、下游影响范围等多种可能的变化过程进行数字化推演。根据预演结果，利用多维度、多尺度调度模型智能推荐最优调度策略，自动生成梯级水库洪水优化调度方案，实现了集“降雨—产流—汇流—推演—预案”于一体的数字可视化预演，达成了流域防洪、兴利的科学调度。
“四管”工作建设情况。流域内的水库都已完成管理范围与保护范围的划界工作，设置界桩324个、界碑116个，并建立了数字化管理台账，实现一键查询。矩阵系统采用机器人等自动化监测与人工观测相结合的方式，定期开展水库日常巡查、年度巡查和特别巡查，针对发现的问题隐患编制水库维修养护实施方案，对所辖水库进行维修养护、库容曲线复核及深水生态清淤工作。严格落实安全生产“六项”机制，制定流域全员安全生产责任体系，编制超标准洪水应急预案，落实安全度汛措施并开展演习演练。截至目前，黄柏河东支流域未发生安全事故。
经验做法
建成现代化矩阵管理平台，实现流域“四全、四制（治）、四预、四管”。全面整合已建和在建的业务系统，以“四全、四制（治）、四预、四管”为核心，运用“天空地水工”监测感知、物联网平台、水利专业模型、数字孪生可视化、人工智能等新一代信息技术，构建黄柏河东支流域矩阵管理平台，实现水库运行管理各项业务的有机融合，以及核心数据、关键指标的一屏统揽和可视化应用。
建成“天空地水工”感知体系，实现流域“可视、可知、可控”。流域按照每16平方千米控制面积的标准，建成56个雨量监测站，在20座水库及河道重点区域建成32个水位站、7处流量站，构成水文要素监测网；通过216路视频监控站点及180°鹰眼摄像头组成空中立体监控网；借助无人机、气象卫星与卫星遥感构建天空预测网，利用无人船、GNSS+测量机器人、大坝监测设施组成地面感知网。各类设备均实现4G/5G+北斗双模传输，基于实时监测数据、遥感影像、高程、倾斜摄影、水下地形等空间数据以及工程BIM模型，构建实时动态、虚实结合、多维联动的流域实景动态一张图，基本实现流域远程监控、远程操作和“一屏控流域”的信息化管理目标。
建成多目标调度模型，基本实现流域“防洪、供水、灌溉、发电、生态”综合利用。系统运用全过程、一体化、多尺度的“预报—调度—推演”模型，精准预测流域各水库入库流量水位过程，开展洪水风险可视化推演，生成最优科学调度方案。在确保防洪安全的前提下，围绕供水、灌溉、生态、发电四大目标，根据长、中、短期来水预测成果，结合洪水弃量最小、发电量最大、供水及生态缺量最小、电网需求等多目标水资源优化配置边界条件，利用NSGA-II算法及SEABODE方法智能生成最优调度策略，实现梯级水库、电站群的多目标优化调度。
建成工程安全“四预”，基本实现流域大坝安全智能监管。结合大坝安全监测、视频监控、人工巡查、无人机巡视、AI智能分析等现代化技术，运用数理分析、有限元仿真分析模型，预测各监测点效应量变化趋势、拟定全时域安全监控指标、预演特殊工况下工程整体运行性态，并匹配工程安全应急预案，构建集“整体性态分析”“安全隐患预警”“安全性态预演”“预案处置响应”于一体的工程安全四预应用体系，基本实现动态监控和智能分析相结合的水利工程监管。
建成“梯调中心”，实现流域电站“无人值班，少人值守”。矩阵平台利用摄像头、传感器等自动化监控设备，24小时采集机组运行、电网负荷等信息数据，梯调中心通过远程开停机、监盘、抄表等方式监控机组设备运行。流域内五座电站的17台机组实现了“现场巡视运维+集控监盘控制”“无人值班、少人值守”的管理模式，其中天福庙二级电站已实现“关门”运行，职工工作环境大幅改善，管理成本显著下降，综合效益持续提升。
构建综合治理体系，实现流域“体制、机制、法治”管理创新。纵向贯通市、县、乡三级治理链条，横向整合生态环境、应急等12个部门资源，建立流域生态环境司法保护基地，联合检察机关签订共治协议，形成“流域统筹、分级负责”的监管网络。编制《水库运行管理标准化手册》，涵盖安全管理、调度运行等6大类32项标准，建立“责任清单+绩效评分”考核制度和“周巡查、月考核、季评估”动态管理机制，发动社会力量参与巡河、清河，构建全民参与的管护格局。颁布全省首部流域保护地方性法规《宜昌市黄柏河流域保护条例》，将生态补偿、综合执法等经验固化为法律制度。成立流域水生态保护综合执法支队，集中行使5部门116项执法权，创新“河长+警长+检察长”监督机制，实现流域执法“全覆盖、无死角”。
建设成效
水库梯级调度保安全。利用梯级水库联合调度信息系统，整合流域4座水库的水位、库容、泄洪能力等运行数据，根据预报调整各水库防洪库容比例，动态分配防洪库容和拦截水量，逐级削峰调容。2024年7月30日流域突降暴雨，平台预测天福庙水库区间有大暴雨，面雨量将达113毫米，预计7月31日凌晨1点30分出现最大洪峰，流量约600立方米每秒。实测显示，实际面雨量130毫米，洪峰流量于7月31日1时10分出现，达693立方米每秒。管理局依托黄柏河东支流域矩阵管理平台开展洪水预报和水库联合调度，有效拦截洪水3000万立方米，保障了流域水库安全。
水资源科学调配增效益。矩阵平台综合考虑各水库水量、电站发电能力、电网运行约束等因素，统计分析流域不同时间尺度发电运行情况，优化供水计划编制，实现水库发电科学调度。2024年全流域降雨同比减少17%，净入库水量同比减少19%，通过NSGA-II等智能算法生成多目标优化调度方案进行流域水库群梯级调度，全年灌区供水2.58亿立方米，同比增加8%；发电量1.01亿千瓦时，同比增加14%，流域综合效益显著提升。
安全智能管控除隐患。矩阵平台借助视频监控设备、大坝自动监测设施，结合无人机、视频AI分析等现代化技术，实现水利工程安全数据动态监控。运用数理统计、有限元仿真分析模型，评估大坝安全形态并分析监测指标发展趋势，设计不同预演场景模拟事故灾害，评估大坝在不同状态下的安全性态和风险因素。开发一键智巡功能，管理人员在极端天气等特殊环境下可通过平台开展自动巡检，及时发现并排除安全隐患，保障水利工程安全运行。
原标题：《可复制、可推广！看他们如何探索流域现代化管理路径》
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