大中型淤地壩安全度汛“四預(yù)”模型的重點(diǎn)主題及其算據(jù)

李智廣，王 楠，王英順，樊曉華

（1.水利部水土保持監(jiān)測(cè)中心，100055，北京；2.黃河水利委員會(huì)黃河上中游管理局，710021，西安；3.西安黃河規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，710021，西安）

中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》要求“加強(qiáng)中游水土保持”“增強(qiáng)水土保持能力”，指出：建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)淤地壩， 加強(qiáng)病險(xiǎn)淤地壩除險(xiǎn)加固和老舊淤地壩提升改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)重要淤地壩的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。 為加快推進(jìn)智慧水利建設(shè)，推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展，水利部印發(fā)《“十四五”期間推進(jìn)智慧水利建設(shè)實(shí)施方案》，提出建設(shè)黃河流域淤地壩“四預(yù)”（預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案）能力，研發(fā)淤地壩安全度汛“四預(yù)”模型，提高淤地壩安全風(fēng)險(xiǎn)主動(dòng)防御能力?？茖W(xué)、高效、針對(duì)性地建設(shè)大中型淤地壩安全度汛“四預(yù)”模型，推進(jìn)高保真、多維度、全方位的數(shù)字模擬，優(yōu)化選擇淤地壩安全度汛方案與措施，是實(shí)現(xiàn)除險(xiǎn)務(wù)盡、避險(xiǎn)及時(shí)、搶險(xiǎn)有效，保障淤地壩安全度汛的有力支撐。本文基于大中型淤地壩結(jié)構(gòu)特征和相關(guān)研究的綜合分析、近期智慧水土保持實(shí)施方案的探索，對(duì)大中型淤地壩“四預(yù)”模型的重點(diǎn)主題（即數(shù)學(xué)模型）及其支撐數(shù)據(jù)進(jìn)行探討。

一、“四預(yù)”模型要解決的主要問題

在大中型淤地壩安全度汛“四預(yù)”能力建設(shè)中，“四預(yù)”模型發(fā)揮著算法的作用，表征著研究者對(duì)淤地壩及其運(yùn)行規(guī)律的認(rèn)知與把握的水平；反映了算據(jù)的質(zhì)量，體現(xiàn)了淤地壩孿生數(shù)據(jù)的全面程度和精準(zhǔn)程度；所提供的預(yù)案可通過預(yù)演將預(yù)報(bào)、預(yù)警貫穿起來，全要素、全流程地展現(xiàn)“四預(yù)”的功能與效力。 為保證“四預(yù)”模型功能全面完整、預(yù)演效果真實(shí)精準(zhǔn)，所提供的預(yù)案有良好的適用性和針對(duì)性，首先需了解淤地壩及其結(jié)構(gòu)、出現(xiàn)險(xiǎn)情發(fā)生潰壩的原因、潰壩所造成危害的范圍，然后針對(duì)淤地壩結(jié)構(gòu)與安全運(yùn)行要求，通過預(yù)演優(yōu)化優(yōu)選預(yù)報(bào)和預(yù)警的指標(biāo)，提供決策支撐的預(yù)案。

1.淤地壩及其控制區(qū)和影響區(qū)

淤地壩是在黃土高原水土流失區(qū)的支、干、毛溝內(nèi)，為控制侵蝕、滯洪攔泥、淤地造田、減少入河泥沙而修建的水土保持溝道治理工程。 按照《淤地壩技術(shù)規(guī)范》（SL/T 804—2020，以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》），大型淤地壩應(yīng)設(shè)置壩體、 放水建筑物和泄洪建筑物“三大件”。 中型淤地壩應(yīng)設(shè)置壩體、放水建筑物或壩體、泄洪建筑物“兩大件”； 對(duì)位于大型淤地壩控制區(qū)域外的，還應(yīng)配置泄洪建筑物。

淤地壩工程建設(shè)將一條溝道分為上游和下游兩個(gè)部分，上游集水區(qū)域?yàn)橛俚貕慰刂茀^(qū)，下游最大洪水行洪區(qū)域?yàn)橛俚貕斡绊憛^(qū)。 一條溝道建有多個(gè)淤地壩時(shí)， 就形成了溝道壩系。 通常情況下（即壩系穩(wěn)定時(shí)），壩系層層設(shè)防、節(jié)節(jié)攔蓄，每座壩都有對(duì)應(yīng)的控制區(qū)和影響區(qū)。 但是，若上游某個(gè)壩體不安全或失事潰壩，將導(dǎo)致下游淤地壩的洪量短時(shí)間劇增，超過攔蓄能力造成漫溢壩體，嚴(yán)重時(shí)造成連鎖潰壩事故。 這就是所謂“穿糖葫蘆”式的壩系連鎖潰決。

2.淤地壩潰壩原因

由于早期施工缺乏技術(shù)指導(dǎo)，淤地壩工程建設(shè)質(zhì)量較差，“三大件”設(shè)施不齊全、不配套，遇到暴雨，容易出現(xiàn)險(xiǎn)情甚至潰壩，如1993 年，以延安市為中心突降大暴雨，洪水災(zāi)害影響6 個(gè)縣（市）50 個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），沖毀1 459座淤地壩，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。 據(jù)調(diào)查， 造成淤地壩潰決的既有自然原因，更有人為因素。 自然原因主要是集中的強(qiáng)降雨、超標(biāo)準(zhǔn)暴雨，加之黃土高原地形起伏大、支離破碎、溝壑縱橫，容易引起洪流急速匯集于溝道的淤地壩中，超出工程滯蓄能力。 人為因素主要包括兩個(gè)方面：一是淤地壩工程必需的設(shè)施不完整、 不配套、施工質(zhì)量差，如：只有壩體的“悶葫蘆壩”，大型淤地壩沒有泄洪建筑物，或大中型淤地壩放水建筑物和泄洪建筑物規(guī)格不夠， 壩體建筑夯實(shí)不夠、密實(shí)度差、壩基處理質(zhì)量差；二是工程技術(shù)管理不落實(shí)、不科學(xué)、不到位，如：日常技術(shù)管理不善，放水建筑物和泄洪建筑物檢查與維修不及時(shí)、長(zhǎng)期帶病，壩體出現(xiàn)裂縫、塌陷、洞穴，迎水坡沖刷嚴(yán)重， 壩庫(kù)上游存在雜物，汛期未按規(guī)定預(yù)警并做好響應(yīng)和預(yù)案。

3.“四預(yù)”系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)途徑

淤地壩安全度汛“四預(yù)”能力，是指按照智慧水利建設(shè)的基本要求，針對(duì)單個(gè)大型和中型淤地壩及其上游控制區(qū)、下游影響區(qū)，或者壩系小流域，開發(fā)和建設(shè)“四預(yù)”系統(tǒng)、支撐淤地壩安全運(yùn)行管理的能力。 這種能力集中表現(xiàn)在“四預(yù)”系統(tǒng)上，該系統(tǒng)以及時(shí)、高精度監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，以高保真數(shù)學(xué)預(yù)演為支撐，以實(shí)施好管護(hù)修繕為關(guān)鍵，保障淤地壩工程安全運(yùn)行與生產(chǎn)。

按照水利部總體部署及 《“十四五” 期間推進(jìn)智慧水利建設(shè)實(shí)施方案》，大中型淤地壩安全度汛“四預(yù)”系統(tǒng)建設(shè)，應(yīng)以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線， 配置和建安監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備，設(shè)計(jì)和建設(shè)包含全部要素的數(shù)據(jù)庫(kù)， 開發(fā)和集成相關(guān)評(píng)價(jià)預(yù)報(bào)模型，開發(fā)和建設(shè)管理信息系統(tǒng)，支撐淤地壩安全運(yùn)行的預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演和預(yù)案， 實(shí)現(xiàn)淤地壩科學(xué)運(yùn)維和安全運(yùn)行。 系統(tǒng)建設(shè)的任務(wù)目標(biāo)：

①建設(shè)淤地壩及小流域高精度全要素監(jiān)測(cè)體系。 錨定淤地壩安全運(yùn)行和生產(chǎn)管理的需求，配置自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備， 構(gòu)建淤地壩及其控制區(qū)、影響區(qū)的數(shù)字化場(chǎng)景，對(duì)相關(guān)的自然地理和經(jīng)濟(jì)社會(huì)要素進(jìn)行數(shù)字化映射，實(shí)現(xiàn)數(shù)字對(duì)象與實(shí)體對(duì)象即時(shí)對(duì)應(yīng)和同步孿生。

②構(gòu)建多時(shí)空全要素?cái)?shù)字孿生淤地壩及小流域。 基于淤地壩工程設(shè)計(jì)文件、常態(tài)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建成信息充分完備、空間精準(zhǔn)對(duì)位、時(shí)序精細(xì)合理、結(jié)構(gòu)劃分科學(xué)、滿足模擬分析的數(shù)據(jù)庫(kù)， 基于BIM、CIM 等建模技術(shù)，形成全要素?cái)?shù)字淤地壩及其控制區(qū)和影響區(qū)。

③集成高保真淤地壩防汛安全與除險(xiǎn)模擬模型。 建立重點(diǎn)淤地壩安全運(yùn)用“四預(yù)”模型，基于淤地壩控制區(qū)的產(chǎn)匯流過程，開展小流域暴雨洪水與水土流失預(yù)報(bào)，分析淤地壩險(xiǎn)情發(fā)生、發(fā)展并實(shí)施預(yù)警，模擬淤地壩及其影響區(qū)除險(xiǎn)搶險(xiǎn)演練。

④生成強(qiáng)現(xiàn)勢(shì)性與高精準(zhǔn)性的除險(xiǎn)搶險(xiǎn)建議方案。 在孿生淤地壩和模型預(yù)演的基礎(chǔ)上，結(jié)合決策者研判參數(shù)的輸入，生成關(guān)于淤地壩工程安全度汛、影響區(qū)人員避險(xiǎn)和設(shè)施除險(xiǎn)的對(duì)策建議，從技術(shù)、組織、人力和物力等方面提供決策支撐。

大中型淤地壩安全度汛 “四預(yù)”系統(tǒng)建設(shè)的途徑，如圖1 所示。

圖1 淤地壩安全度汛“四預(yù)”系統(tǒng)建設(shè)途徑

二、高保真“四預(yù)”的數(shù)學(xué)模型庫(kù)

大中型淤地壩安全度汛“四預(yù)”模型，是指基于淤地壩監(jiān)測(cè)體系建立的數(shù)字孿生淤地壩、 壩系及其所在小流域， 基于調(diào)查和試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立的關(guān)于淤地壩安全度汛相關(guān)主題的數(shù)學(xué)模型庫(kù)， 利用數(shù)字化方式試驗(yàn)性地模擬淤地壩各組成部分的運(yùn)行狀態(tài)、 淤地壩控制區(qū)匯水匯沙及其對(duì)淤地壩的影響， 虛擬災(zāi)害所引起的險(xiǎn)情及其預(yù)警預(yù)報(bào)， 在此基礎(chǔ)上提出除險(xiǎn)搶險(xiǎn)和避險(xiǎn)的方案。 模型庫(kù)主要包括：

1.淤地壩壩庫(kù)匯入物總量估算模型

淤地壩壩庫(kù)匯入物總量估算模型，包括次降雨的匯入物總量和一定時(shí)段降雨的匯入物總量，強(qiáng)調(diào)的是估算進(jìn)入淤地壩的物質(zhì)總量，包括淤地壩控制區(qū)的匯流、匯沙及其他進(jìn)入壩庫(kù)的物質(zhì)。 匯入物總量與淤地壩剩余庫(kù)容的大小關(guān)系是預(yù)判險(xiǎn)情的指示性指標(biāo)，其模型的函數(shù)關(guān)系如下：

式中，F(xiàn)in為淤地壩壩庫(kù)匯入物總量；hf為入庫(kù)洪水量；hs為入庫(kù)泥沙量；ho為入庫(kù)其他物質(zhì)量。若淤地壩壩庫(kù)匯入物總量的絕大部分物質(zhì)為洪水， 可采用《規(guī)范》 提出的 “設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算”“設(shè)計(jì)洪水總量計(jì)算”等進(jìn)行估算。

2.淤地壩工程穩(wěn)定性評(píng)判模型

淤地壩工程穩(wěn)定性是指壩體的穩(wěn)定性。 由于各種原因造成淤地壩壩體殘損， 當(dāng)殘損程度超過臨界值，壩體在遭遇較高水位水體時(shí)將會(huì)出現(xiàn)險(xiǎn)情。 穩(wěn)定性評(píng)判將為是否需要及時(shí)實(shí)施淤地壩除險(xiǎn)加固提供決策信息。淤地壩工程穩(wěn)定性模型主要與壩體的狀態(tài)密切相關(guān)， 如： 壩體裂縫、塌坑、滑坡、動(dòng)物洞穴，壩面沖刷，壩體滲流等。 淤地壩工程穩(wěn)定性評(píng)判模型的函數(shù)關(guān)系如下：

式中，Es為淤地壩工程穩(wěn)定性；cd為淤地壩壩體運(yùn)行參數(shù)；ws為壩面沖刷參數(shù)；ds為淤地壩壩體滲流參數(shù)；lp為背水坡散浸和集中滲漏、壩肩繞壩滲漏、壩趾流土管涌等參數(shù)。

淤地壩工程穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的要素、模型和方法，可采用《規(guī)范》中的“附錄D 穩(wěn)定性分析”進(jìn)行設(shè)定。

3.淤地壩放水和泄洪建筑物運(yùn)行狀態(tài)評(píng)判模型

淤地壩放水和泄洪建筑物運(yùn)行狀態(tài)評(píng)判，主要是基于對(duì)放水和泄洪建筑物的完好程度、泥沙和其他雜物堆積量的綜合分析來進(jìn)行。 當(dāng)放水和泄洪建筑物完好、堵塞程度未達(dá)到臨界值時(shí)，則為能夠正常運(yùn)行；當(dāng)放水和泄洪建筑物受損或堵塞程度達(dá)到臨界值時(shí)，則為難以正常運(yùn)行。 淤地壩放水和泄洪建筑物運(yùn)行狀態(tài)評(píng)判模型的函數(shù)關(guān)系分別如下：

式中，Ssb為放水建筑物運(yùn)行狀態(tài)；s-ir為放水建筑物完好程度；s-adso為泥沙和其他雜物堆積量。

式中，Sdt為泄洪建筑物運(yùn)行狀態(tài)；dt-ir為泄洪建筑物完好程度；dt-adso為泥沙和其他雜物堆積量。

淤地壩放水和泄洪建筑物的運(yùn)行狀態(tài)，可參考《規(guī)范》中的“7 除險(xiǎn)加固”進(jìn)行評(píng)判。

4.淤地壩工程安全狀態(tài)評(píng)價(jià)模型

通過模型預(yù)演，對(duì)淤地壩工程遭遇暴雨、洪水、強(qiáng)烈地震等突發(fā)性、災(zāi)害性影響甚至破壞時(shí)的安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)狀況下的淤地壩運(yùn)行狀況預(yù)報(bào)，發(fā)出相應(yīng)防汛應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別的預(yù)警，為及時(shí)采取緊急措施制止險(xiǎn)情擴(kuò)大、搶險(xiǎn)避險(xiǎn)、避災(zāi)救災(zāi)提供決策信息。 淤地壩工程安全狀態(tài)既與淤地壩工程穩(wěn)定性相關(guān)，又與暴雨洪水造成的匯入物總量、地震等突然性劇烈影響相關(guān)。 安全狀態(tài)評(píng)價(jià)模型的函數(shù)關(guān)系如下：

式中，SScd為淤地壩工程安全狀態(tài)；Fin、Es、Ssb、Sdt為 前 述 的4 個(gè) 模 型 評(píng) 價(jià)結(jié)果。

淤地壩工程安全狀態(tài)，可參考《規(guī)范》中的“附錄D 穩(wěn)定性分析”“10.5 防汛管理”進(jìn)行評(píng)價(jià)。

5.淤地壩下游影響區(qū)遇險(xiǎn)范圍評(píng)價(jià)模型

淤地壩下游影響區(qū)遇險(xiǎn)范圍是指當(dāng)淤地壩出現(xiàn)險(xiǎn)情，大水漫壩甚至潰壩時(shí)， 下游影響區(qū)遭受險(xiǎn)情的范圍。 其評(píng)價(jià)涉及潰壩流量（最大潰壩流量）、水位（最高水位）、下游地形以及行洪區(qū)地表覆被物等。 其中，潰壩流量可參考《規(guī)范》中的“附錄A 淤地壩潰壩洪水分析”進(jìn)行計(jì)算。 遇險(xiǎn)范圍評(píng)價(jià)模型的函數(shù)關(guān)系如下：

式中，DRda為淤地壩下游影響區(qū)遇險(xiǎn)范圍；MDcdb為潰壩流量（最大潰壩流量）；WMWLcdb為水位 （最高水位）；Tds為下游地形狀況；Cs為行洪區(qū)地表覆被物。

6.淤地壩除險(xiǎn)搶險(xiǎn)支撐模型

當(dāng)淤地壩出現(xiàn)險(xiǎn)情，甚至大水漫壩、出現(xiàn)潰壩風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，在分析潰壩洪水量和水勢(shì)能、下游影響區(qū)范圍及遭受損失的基礎(chǔ)上，從搶險(xiǎn)技術(shù)、組織措施、人力和物力等方面，提出除險(xiǎn)搶險(xiǎn)、避災(zāi)救災(zāi)、制止險(xiǎn)情及其蔓延擴(kuò)大的可選預(yù)案。 淤地壩除險(xiǎn)搶險(xiǎn)技術(shù)和組織措施的主要內(nèi)容，可參考《規(guī)范》提出的“防汛管理”“黃河防汛抗旱總指揮部關(guān)于印發(fā)黃土高原地區(qū)淤地壩工程防汛預(yù)案編制規(guī)定的通知”。 淤地壩除險(xiǎn)搶險(xiǎn)技術(shù)和組織措施支撐模型的函數(shù)關(guān)系如下：

式中，SPtom為淤地壩除險(xiǎn)搶險(xiǎn)支撐方案；tm為技術(shù)措施；om為組織措施；hr為人力資源；mr為物力資源。

三、“四預(yù)”模型的數(shù)據(jù)庫(kù)及其數(shù)據(jù)

為滿足大中型淤地壩安全度汛“四預(yù)”模型預(yù)演的真實(shí)性、科學(xué)性和決策支撐性，針對(duì)淤地壩的日常維修養(yǎng)護(hù)、汛前檢查除險(xiǎn)、汛期搶險(xiǎn)避險(xiǎn)等數(shù)據(jù)管理需要，淤地壩安全度汛的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)包括6 類子數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.淤地壩工程設(shè)計(jì)規(guī)模子數(shù)據(jù)庫(kù)

主要包括淤地壩工程的樞紐組成及其規(guī)模、 建造材料及其性狀、控制區(qū)面積、設(shè)計(jì)總庫(kù)容、防洪標(biāo)準(zhǔn)、校核標(biāo)準(zhǔn)、建成（改建）時(shí)間等。 對(duì)每座大中型淤地壩和每條小流域壩系，應(yīng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)值，編制工程各組成部分的數(shù)字圖，構(gòu)建數(shù)字孿生淤地壩， 為淤地壩的后期維護(hù)修繕、除險(xiǎn)避險(xiǎn)和數(shù)學(xué)預(yù)演提供算據(jù)。

2.淤地壩工程現(xiàn)狀子數(shù)據(jù)庫(kù)

主要包括當(dāng)前（某時(shí)點(diǎn)）淤地壩工程各組成部分的狀況，如壩體壓實(shí)程度、已淤積高程、已淤積庫(kù)容、已淤地面積，壩庫(kù)滯蓄水位、水量及滲流情況，壩體與岸坡及放水建筑物接合部狀況、放（泄）水建筑物完好程度與淤堵情況等。 對(duì)淤地壩工程及其各組成部分的狀況，應(yīng)通過實(shí)地調(diào)查和相關(guān)監(jiān)測(cè)， 闡明受損情況與完好程度，獲取相關(guān)指標(biāo)的定性描述和定量數(shù)值，并同步更新數(shù)字孿生淤地壩和孿生壩系， 為淤地壩和壩系維護(hù)修繕、除險(xiǎn)避險(xiǎn)和數(shù)學(xué)預(yù)演提供高現(xiàn)勢(shì)性的算據(jù)。

3.淤地壩控制區(qū)自然與經(jīng)濟(jì)要素子數(shù)據(jù)庫(kù)

主要包括淤地壩控制區(qū)的地質(zhì)、地貌、氣象、水文、土壤、植被等自然地理要素，土地利用、居民、建設(shè)設(shè)施等主要經(jīng)濟(jì)要素。 這些要素應(yīng)在控制區(qū)基礎(chǔ)地理信息的基礎(chǔ)上，建立對(duì)應(yīng)要素的三維數(shù)字模型，形成數(shù)字孿生控制區(qū)， 既清晰表達(dá)控制區(qū)的各個(gè)要素，又為管理控制區(qū)各個(gè)要素提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4.淤地壩下游影響區(qū)自然與經(jīng)濟(jì)要素子數(shù)據(jù)庫(kù)

主要包括下游影響區(qū)的地形狀態(tài)、涉及的鄉(xiāng)村及人數(shù)、基本農(nóng)田面積及種植作物、重要設(shè)施及其防洪狀況等。 對(duì)淤地壩下游影響區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)社會(huì)要素的位置及其相關(guān)屬性，應(yīng)建成數(shù)字孿生影響區(qū)，通過電子地圖完整反映，既清晰表達(dá)影響區(qū)的各個(gè)要素，又為管理影響區(qū)各個(gè)要素提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

上述的數(shù)字孿生淤地壩工程、數(shù)字孿生控制區(qū)和數(shù)字孿生影響區(qū)是在空間上相互連結(jié)、 在功能上相互影響的3 個(gè)對(duì)象，共同構(gòu)成了一體化、完整的淤地壩安全運(yùn)行管理的數(shù)字孿生對(duì)象，即數(shù)字孿生淤地壩小流域。

5.淤地壩防汛預(yù)警要素子數(shù)據(jù)庫(kù)

主要包括淤地壩控制區(qū)的降水、庫(kù)區(qū)的水位、壩體滲流與滲透穩(wěn)定性，壩面沖坑和裂縫的位置、形態(tài)、走向、深度與形成原因，以及壩面沖坑和裂縫與岸坡、放水建筑物位置的關(guān)系，放水和泄洪建筑物工程的完好程度、淤堵情況等。 這些數(shù)據(jù)項(xiàng)及其監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置、屬性值等應(yīng)全部表達(dá)在數(shù)字孿生淤地壩小流域上，以便一體化進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用、分析和管理。

6.淤地壩搶險(xiǎn)避險(xiǎn)保障子數(shù)據(jù)庫(kù)

主要包括淤地壩的管護(hù)機(jī)構(gòu)、責(zé)任人、搶險(xiǎn)物資儲(chǔ)備情況等。 這些數(shù)據(jù)項(xiàng)及其位置、屬性值等應(yīng)全部表達(dá)在數(shù)字孿生淤地壩小流域上，以便一體化進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用與分析、管理。

四、結(jié)論與建議

黃土高原目前共有淤地壩5.9 萬座， 其中大型、 中型壩分別占10%、20%。 如此巨大數(shù)量淤地壩的安全度汛，不僅直接關(guān)系淤地壩本身的安全和壩地的安全生產(chǎn)，而且直接關(guān)系下游影響區(qū)的安全生產(chǎn)生活乃至匯入河流的水沙安全。 大中型淤地壩在小流域壩系中承擔(dān)著控制性的 “骨干”作用，其安全度汛對(duì)新階段建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)淤地壩具有標(biāo)志性意義。 其“四預(yù)”模型的主要內(nèi)容及其智能化、高保真程度，對(duì)保證預(yù)演效果及其支撐下的預(yù)案發(fā)揮著決定性作用。

本研究提出大中型淤地壩安全度汛“四預(yù)”模型的重點(diǎn)主題及其必需的孿生數(shù)據(jù)， 對(duì)于優(yōu)化安全度汛系統(tǒng)的算法， 完善數(shù)字孿生淤地壩小流域的算據(jù)， 推進(jìn)實(shí)現(xiàn)重要淤地壩動(dòng)態(tài)監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)預(yù)警， 保證和提升高標(biāo)準(zhǔn)淤地壩建設(shè)具有一定的支撐作用。 ■