黄河流域规划应用论文

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1概述

“数字黄河”工程是借助现代化及传统手段采集基础数据，对全流域及相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境，以功能强大的系统软件和数学模型对黄河治理开发与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。

“数字黄河”工程将能为流域治理开发及调度管理提供信息及技术手段的支持：

(1)提供全面、系统、及时、可靠、权威的信息资源；

(2)提供全面、系统、科学的分析、评价、解决问题的方法及手段(规划决策)；

(3)提供解决实时调度(防汛调度、水量调度)问题的方法及手段。

“数字黄河”工程除了现阶段提出的在防汛减灾、水量调度、水质监控、水土流失治理与监测、水利工程运行与管理等五个应用方面之外，“数字黄河”工程在流域规划研究中也有巨大的作用。规划研究工作是黄河治理开发的基础，需要在探索流域各种发展规律的基础上，根据实际需求提出流域各种可能的治理开发方案，然后通过各种先进的手段对各种方案进行分析评价，最终找出流域治理开发的最优方案。流域规划研究目标是追求整个社会效益最大化，而调度管理工作是追求在现有的工程条件下调度管理效益最大化。流域规划研究工作更需要采用“数字黄河”的方法提高规划决策水平，保证所有对于“原形黄河”的规划方案都是最优的。

通过“数字黄河”的建设，可以把黄河上几乎所有的研究问题通过基于地理信息系统的综合信息平台集成到一起，可以对各种问题进行集成分析综合研究，同时“数字黄河”的建设将为流域水管理提供一个先进的、多方位的信息平台，基于此也可以结合各种可能的新技术对黄河流域可能出现的各种危机进行科学有效的规划、管理、决策，使有限的资源发挥其最大的效益，实现流域资源利用的可持续发展。

2流域规划工作主要内容及工作流程

流域规划需要根据社会经济可持续发展的需要，针对流域特性、治理开发现状及存在的问题，按照统一规划、全面安排、综合治理、综合利用的原则，从经济、社会、环境等方面提出流域治理开发的方针、任务和规划目标，选定流域治理开发的总体方案及主要工程布局与实施程序。

现状黄河流域规划工作主要从以下几个方面开展规划：流域整体规划、流域水资源规划、流域防洪规划、干流工程布局规划(流域水能资源开发规划)、流域水资源保护规划、水土保持与生态建设规划等。以上几个规划之间存在着有机的联系，单方面考虑任何一个规划都是不全面的，流域可持续发展规划应综合考虑以上规划内容，从全面、系统的角度去分析问题。流域规划总的工作流程如图1。

对规划工作来说，工作流程比较简单，但方法复杂，需要深入的研究流域自然、社会、经济的发展规律。流域规划成果的质量决定规划工作者对于自然规律、社会、经济发展规律的认识程度，而要很好的认识规律关键在于掌握全面系统的基本资料及探索规律的技术方法及手段。

3“数字黄河”工程在流域规划中应用设想

从流域规划工作的内容及工作流程可以看出，一个高水平的流域规划需要建立在基础资料的真实性、丰富性和现势性，以及规划方案的完备性、方案论证的充分性和技术手段的先进性之上。规划工作需要大量的信息支持，特别是流域规划工作，需要从大量的信息资料之中找出事物发展变化的规律，对未来的各种水需求进行预测，拟定各种可能的规划方案，采用尽可能先进的手段对不同的规划方案进行模拟、分析、评价，最终找出总体最优规划方案作为流域治理开发方案。

“数字黄河”工程最大的特点就是能通过先进的技术及时获得流域内全面系统的各种信息资源，同时还提供了各类信息的集成分析环境及先进的方案评价手段。“数字黄河”工程将为流域规划提供全面系统的技术支持。

“数字黄河”工程在流域规划中的应用主要体现在三个方面：一是“数字黄河”工程可以为流域规划提供全面系统的基础信息资源；二是“数字黄河”工程可以为流域规划提供先进的模型和算法；三是“数字黄河”可以为流域规划提供综合模拟、研究、决策的可视化分析环境。

3.1“数字黄河”工程可以为流域规划提供全面系统的基础信息资源

规划工作的基础是全面系统的基础数据，其所需数据涉及领域较广，如流域水资源规划所需的基本资料就涵盖了流域自然概况、经济社会、水文、水资源利用、空间基础信息以及研究区经济社会发展规划、土地利用发展规划、重点水利工程发展规划、法律法规等多方面多领域的数据。在以往的及现在的规划工作中，基础资料的收集和整理是一项非常复杂和庞大的工作。

根据“数字黄河”工程的功能描述，“数字黄河”的“数字采集系统”将可以提供大量的与流域空间数据相对应的自然环境数据、社会经济数据、水文气象数据、防汛与工程管理数据、水资源保护数据、水量调度数据、水土保持数据等。这些数据将被存贮在“数字黄河”的数据中心被共享使用。这就方便地为规划工作提供了较为全面、系统、规范的基础数据，为做好规划工作奠定了坚实的基础。

3.2“数字黄河”工程可以为流域规划提供先进的模型和算法

“数字黄河”工程将为流域规划方案的生成、模拟、比选提供先进的模型和算法。主要包括以下几个方面的模型和算法：

(1)反映水文气象基本规律的数学模型，主要有：基于地理信息系统的产汇流分析数学模型；基于地理信息系统降雨径流预报数学模型；基于地理信息系统洪水演进模型；河道及水库泥沙模型；水库群调度模型；水文分析计算模型；地下水数值模拟模型等。

(2)反映社会发展规律数学模型，主要有：基于地理信息系统的社会经济发展预测数学模型；人口增长预测模型；电力负荷预测模型；经济分析评价模型等。

(3)反映流域工程地质变化规律的数学模型，主要有：基于地理信息系统的有限元分析模型、渗流稳定性分析模型、边坡稳定分析模型、围岩分析模型、地下水流场分析模型等。

(4)反映水资源承载规律数学模型，主要有：水资源评价模型；需水预测模型；环境容量分析数学模型；污染扩散数学模型；供需平衡分析模型；水资源承载能力分析模型等。

(5)反映流域土壤侵蚀规律的数学模型，主要有：基于地理信息系统的土壤侵蚀模拟模型；区域产沙模型等。

3.3“数字黄河”可以为流域规划提供综合模拟、研究、决策的可视化分析环境

“数字黄河”工程将建立内容全面的知识库，知识库应涵盖诸如国家有关法律、法规及各种政策，历史上处理同类问题的经验和教训，流域规划、区域规划、工程规划的布局及其具体要求，经济社会发展的制约因素等内容，从而形成一个方案决策的大背景，将数学模拟的各种方案结果置身于这一大背景下进行优化分析，从中选择一个可行的方案。同时能提供可视化的决策分析环境。

通过“数字黄河”工程提供的决策分析环境，建立黄河流域规划决策支持应用平台，通过该平台可以把所有的规划内容及规划方案放到流域规划综合大背景下进行综合、分析、评价研究，直观的表现不同的专项规划与流域总体规划及其它专项规划之间的关系，在可视化的条件下进行优化决策，确保所有的规划方案对于流域整体来说都是最优的。

4结语

“数字黄河”工程在流域治理开发中的作用是巨大的，建设需要一个长期的过程，作为规划部门我们将积极参与“数字黄河”工程的建设，在工作中树立“数字黄河”的理念。在建设中要坚持，统一领导、统一规划、统一标准、分步实施的原则，同时要以我为主，博采众长。随着“数字黄河”建设的深入，解决黄河水问题的手段和方法将更为科学。

“数字黄河”工程将为流域规划工作提供科学的方法和有效的技术手段，大大的提高规划工作的效率及其成果的科技含量，使流域规划工作从传统走向现代，我们期待着“数字黄河”工程能尽快地发挥作用。