水利部水文水资源监控工程技术研究中心

2017-12-17

  水利部水文水资源监控工程技术研究中心成立于2006年4月,依托单位为水利部南京水利水文自动化研究所。

  水利部水文水资源监控工程技术研究中心定位是加强水文水资源监控高尖端和实用技术产品的研究开发及科技成果推广,主要研究方向(或主要科技任务)是应用现代科学技术,依靠体制、机制和科技创新,组织研发与完善自动化水平较高的水文水资源监控所需要的设备与控制、通信和网络信息服务系统;开展水文水资源监控的技术研究、开发、交流、培训和咨询等。

  近五年来平台解决了哪些国家或行业的重大问题,取得了哪些重大突破:

  一、恶劣自然条件下水文测报关键技术开发研究

  本研究有针对性地研究和开发恶劣自然条件水文自动测报系统在海拔4000m以上、气压低至450mmHg的恶劣环境条件下应用,包括水文信息采集和远程通信技术实现水文要素自动测量与传输。

  该研究针对我国高原地区恶劣自然条件,通过水文测报相关设备与关键技术及可靠性的研究,开发出能适用于我国高原极其恶劣环境的高海拔无人区、低气压、大(日)温差、强紫外线的水文(自动)测验设备及其自动化系统,相关设备仪器的结构与防护设计适应在高原无人地区恶劣环境条件下使用,水文信息采集和远程通信技术实现水文要素自动测量与传输,改善我国高原地区恶劣资源条件下水文测验状况,提高工作效率,满足恶劣环境下水文自动测报业务需求,便于政府部门科学防汛决策和调度。

  二、新型转子式流速仪关键技术研究

  新型转子式流速仪关键技术研究解决了现有流速仪在我国高含沙量、高流速和极低流速等情况下无法准确测量流速的难题,其主要研究内容涉及水文水资源监测及高新技术应用。

  针对现有转子式流速仪在生产、使用、维护等方面存在的突出问题,对有关关键技术进行深入研究,研制开发新型转子式流速仪,其中包括LJ系列旋桨式流速仪和LB系列旋杯式流速仪。目标是保证新型转子式流速仪能适应我国河流高含沙量以及高流速等恶劣条件,提高水文测验精度,减轻工作人员劳动强度,降低产品制造成本和使用成本,使之成为现有转子式流速仪的更新换代产品,满足我国水文测验需要。

  本研究在新技术、新材料应用方面做了广泛试验,在结构、工艺等方面做了大量技术研究,主要包含:

  (1)主要研究内容:仪器传感部件;仪器信号传输系统;仪器测流安装部件;仪器高速定向部件;仪器旋转轴动态密封装置;仪器高、低速性能检定。

  (2)解决的关键技术问题:旋转轴动态密封装置结构创新;旋转支承轴向工作游隙优化;旋杯部件优化;仪器发信结构改进;仪器结构部件的通用化、模块化、集约化、标准化等。

  三、国家防汛抗旱指挥系统工程技术研究与应用

  该工程建设目标是应用现代科学技术,围绕国家防汛抗旱工作需求,以雨、水、工、旱、灾情信息采集为基础、通信网络系统为保障、决策支持系统为核心,建设实用先进、高效可靠的国家防汛抗旱指挥系统,为各级政府和防汛抗旱指挥部的科学决策指挥提供有力的技术支撑。工程覆盖我国7大流域、31个省(市、自治区),是防灾减灾领域特大型信息化基础设施工程,涉及8亿多人生命财产安全。

  工程建设全面实施了我国重点防洪地区中央报汛站自动化升级改造;建设完成了水利信息骨干网络和初步安全体系;建立了基于网络的数据、语音、视频综合服务;建立了三级决策支持应用平台,实现了防汛抗旱信息的交换与共享;开展了工旱情采集试点建设,探索干旱情采集体系建设模式;开发了集水情应用、防汛调度、抗旱管理等应用系统,形成了功能强大、体系完备的防汛抗旱决策支持系统。

  本项目的实施实现了现代信息技术的重大集成应用创新,其建设成果在水利行业得到推广和延伸。信息采集的技术、模式得到广泛应用,成功地应用到我国水文信息、工情、旱情信息采集体系建设;计算机网络系统和视频会议系统已经覆盖水利部机关、7个流域机构、32个省级单位,并推广延伸到23个省所属地市水利单位、16个省所属县级水利单位;主要业务应用系统已经从国家防总推广到流域机构和省级单位;工程的建设模式、技术路线、建设经验已在水利行业广泛采用,并为其他行业信息化工程所借鉴。

  四、中小河流突发性洪水监测预报预警关键技术及应用

  该成果根据应急监测、准确预报、快速预警、有效服务等要求,从设备研制、模型研究、体系构建、平台研发入手,开展应急监测技术、洪水预报技术、预警指标体系、业务系统平台四个方面关键技术的研究,成功研发出中小河流突发性洪水监测预报预警成套技术,实现了全国范围内应用推广。

  本项目在中小河流雨量监测站网布设原则与方法、突发性洪水预报模型与方法,山洪预警指标体系和山洪预报预警原型系统四个方面取得了重要的研究成果:(1)综合考虑流域特征、暴雨分布、地形起伏及流域内人口密度、社会经济水平、防洪减灾需要等方面的因素,结合多种方法,提出了中小河流山洪监测雨量站网布设原则和方法,可为我国山洪监测预警系统的建设提供参考。(2)构建了不同类型分布式山洪预报模型,在综合分析模型预报精度和预见期的基础上,提出了适用于中小流域的山区突发性洪水的预报和预警方法。(3)针对研究区各山洪监测站的具体情况建立了山洪预警指标体系,给出了不同前期土壤饱和度条件下不同时段的临界雨量指标及山洪汇流时间,为该地区的山洪预警提供了科学依据。(4)研发了中小河流突发性洪水预警预报原型系统,实现了分布式水文模型在中小流域山洪预报的应用。

  近五年来平台获国家科技进步奖二等奖1项。

  表1 获奖项目列表

序号

获奖项目

获奖时间

奖励名称

1

国家防汛抗旱指挥系统工程技术研究与应用

2012

国家科技进步奖二等奖

2

泉州市金鸡拦河闸重建工程

2012

中国水利工程优质(大禹)

3

恶劣自然条件下水文测报技术的开发与应用

2013

大禹水利科学技术奖三等奖

4

新型转子式流速仪关键技术研究

2014

大禹水利科学技术奖二等奖

5

水文自动测报系统集成整合关键技术研究与应用

2015

大禹水利科学技术奖三等奖

6

中小河流突发性洪水监测预报预警关键技术及应用

2016

大禹水利科学技术奖二等奖