看见洪水“未来”解密智慧水利精准化防汛的“坚强辅助”
今年的梅雨季节到来后，桂发二每天都会密切关注电脑上的防洪调度系统。在长江防洪调度系统上，桂发二能清晰看到整个长江流域及其各子流域的气象、降雨、流量、水位及水库蓄水容量等大量水雨情数据。
今年主汛期，长江流域降雨量为1961年以来的第一位，流域平均降雨量超1998年同期，一些河段洪水最大流量已经超过了当年。然而，长江中下游的洪水灾害却小于1998年。究其原因，依托防洪工程的建设以及精准预报天气、科学调度洪水、合理拦洪削峰等科学手段，最大限度地保障了人民群众的生命财产安全。
桂发二所在的贵仁科技在智慧水利领域精耕细作，为长江委水文局以及多个省份合作研发了多个洪水预报调度系统，为流域及区域的防汛减灾发挥着重要作用。
“通过这个系统，水利部及长江委的防汛专家们可以科学研判、精准施策，通过联合调度水库群实现拦洪削峰，有效减轻洪水危害。”桂发二口中的防洪调度系统背后，是其团队倾注12年心血研发的国内首套自主安全可控的水循环数学模型及建模工具。
突破网格高精度智能剖分及模型耦合技术
毕业于杭州电子科技大学计算机专业的桂发二，早在2009年就从事和研究智慧水利，开始了贵仁治水模型云的研发，期间还得到了水利行业泰斗、中科院刘昌明院士在内的多名专家和领导的指导和帮助。
“我们当时以行业内国际知名公司为目标，希望用15年时间实现行业领先，力争第一。”桂发二介绍，团队花了12年的时间，实现核心技术的突破，即最终实现将物理世界的水循环网格化、数字化，再用数学公式表达水的运动规律，为人类的生活、生产、生态服务，打造出了一套水循环数学模型和建模前后处理工具。
他说，仅仅网格自动高精度剖分技术研发，就集合了数学、地理信息、计算机科学等多个专业领域的专家，前后花了5年时间才完成。
“这套系统之所以能精准实时监测、预报、提供调度方案，是因为我们的模型云平台可以在真实的遥感地图上，建立二维或三维的场景，自动将真实场景进行网格剖分、计算水体运动。”桂发二介绍，一个三维场景的网格化需要成千上万甚至上亿个网格，每个网格都承载相应的对象，且对象之间有一定的逻辑关系、水体在网格间流动。
以杭州滨江为例，64平方公里的区域要用到147万个网格才能精细呈现出来。桂发二告诉记者，根据网格化降雨预报，对应的每个社区、街道、路面，会有多少积水，甚至精确到几厘米，通过模型都可以描述、计算出来。
贵仁治水模型云“看见”洪水未来
今年长江主汛期 “1号洪水”发生时，水利部门联合调度长江流域控制性水库群拦洪削峰，三峡水库“连踩5次刹车”，下泄流量从3.5万立方米/秒降至1.9万立方米/秒，最大削峰率为34%。应对2020年长江第2号洪水，三峡水库继续拦洪，最大削峰率约46%。有效减轻了洪水对中下游影响。
水库群的科学联合调度，离不开水循环数学模型的“坚强辅助”。
不仅是防汛抗洪，海绵城市技术供给、水环境治理、城市污水处理……从海洋到大江大河到城市，基于贵仁治水模型云平台，水循环数学模型技术在国内成功实践的案例已有百余个。
同样，今年汛情严峻的湖南，水循环模型也被应用于该省四条主要江河的抗洪工作。去年7月，贵仁科技与湖南省水利厅、水文局合作，花费近一年时间打造了一套洪水预报调度系统。今年汛期，该系统就派上了大用场，耦合气象预报、洪水预报调度，将未来降雨量以及对应的江河干流、区域会发生的洪水与超警戒水位等数据精准供给防汛部门用于提前决策。
桂发二说，流域的防洪调度，洪水预报预见期尤为重要，预见期越长，调度的灵活性越大。“科学的研判和调度，为主管部门的决策、老百姓的物资转移争取到时间，大大减轻了水患带来的灾难，同时减少了老百姓的财产损失。”
“我们还有更大的梦想，希望通过贵仁治水模型云平台，把天上、地表、地下、管网、河道等地球上的水都“管”起来，从而实现人水和谐。桂发二说。
