位于湖北宜昌的黃柏河是長江中游左岸一級支流，被譽為宜昌人民的“母親河”。黃柏河東支流域積極探索流域現代化管理路徑，圍繞“四全、四制（治）、四預、四管”目標建成流域運行管理矩陣平臺，實現流域監管橫向到邊、縱向到底，全面提升水庫運行管理精準化、信息化、現代化水平。2025年底前完成先行先試區域建設，推進流域數字化應用在全國水庫運行管理系統集成展示，形成可復制、可推廣的成果和經驗。

黃柏河東支流域

矩陣建設情況

2024年4月，黃柏河東支流域現代化水庫運行管理矩陣建設全面啟動。截至目前，黃柏河東支流域“四全、四制（治）、四預、四管”矩陣管理平臺框架基本搭建完成，并投入試運行。

四全”管理建設情況。黃柏河東支流域20座水庫，均已完成注冊登記，并納入黃柏河東支流域矩陣管理平臺統一監管。系統通過流域“天空地水工”一體化感知監測體系，實現72小時水雨情趨勢預判，自動啟動“預測—分析—預警—處置”流程，基本實現流域動態掌握。實時采集庫區、工程、下游等全要素信息，建立“一庫一策”電子臺賬，與省、市水庫監管平臺實現數據互通，實時更新，基本實現了流域監管全覆蓋、要素全掌握、管控全天候及全周期管理的目標。

“四制（治）”體系建設情況。建立了以“行政首長負責制”為核心的“四級安全責任人”清單，配備專業技術人員具體負責流域4座大中型水庫一體化管理。頒布《宜昌市黃柏河流域保護條例》《黃柏河東支流域生態補償實施方案》，成立宜昌市生態環境保護綜合執法支隊，建立“流域+政府”聯防機制，與司法、生態環境、農業農村、公安等部門聯動，引入“河小青”“三峽蟻工”等公益組織，開展“世界水日”“中國水周”“保護母親河”“法律六進”等主題宣傳，形成“河長+警長+檢察長”協同管理機制。基本實現了流域“體制、機制、法治”管理創新。

“四預”措施建設情況。系統接入CMA、EC等精細化氣象衛星預報服務，結合自建監測站點，構建“衛星監測—雨量站—水文站”三道防線。引入精細化洪水預報模型，實時預測洪峰流量、洪峰出現時間及洪水總量等重要數據，自動啟動監測預警。結合高精度地形數據和三維可視模型，構建了適應復雜河道地形的洪水推演模型，對未來洪水發生的時間、強度、下游影響范圍等多種可能變化過程進行數字化推演，根據預演結果，利用多維度、多尺度調度模型智能推薦最優調度策略，自動生成梯級水庫洪水優化調度方案，實現了集“降雨—產流—匯流—推演—預案”于一體的數字可視化預演，實現了流域防洪、興利的科學調度。

“四管”工作建設情況。流域內水庫均已完成管理范圍與保護范圍劃界，設界樁324個，界碑116個，并建立數字化管理臺賬，實現一鍵查詢。矩陣系統利用機器人等自動化監測與人工觀測相結合的方式，定期開展水庫日常巡查、年度巡查、特別巡查，針對問題隱患編制水庫維修養護實施方案，對所轄水庫開展維修養護、庫容曲線復核及深水生態清淤工作。嚴格落實安全生產“六項”機制，制定流域全員安全生產責任體系，制定超標準洪水應急預案，落實安全度汛措施，開展演習演練。截至目前，黃柏河東支流域無安全事故發生。

經驗做法

建成現代化矩陣管理平臺，實現流域“四全、四制（治）、四預、四管”。全面整合已建、在建的業務系統，以“四全、四制（治）、四預、四管”為核心，以“天空地水工”監測感知、物聯網平臺、水利專業模型、數字孿生可視化、人工智能等新一代信息技術為手段，構建了黃柏河東支流域矩陣管理平臺，實現水庫運行管理各項業務的有機融合和核心數據、關鍵指標的一屏統攬及可視化應用。

建成“天空地水工”感知體系，實現流域“可視、可知、可控”。流域按每16平方千米控制面積標準，建成了56個雨量監測站，20座水庫及河道重點區域建成了32個水位站、7處流量站，構成水文要素監測網；通過216路視頻監控站點及180°鷹眼攝像頭組成了空中立體監控網；通過無人機、氣象衛星與衛星遙感構建天空預測網，通過無人船、GNSS+測量機器人、大壩監測設施組成地面感知網，各類設備均實現4G/5G+北斗雙模傳輸，基于實時監測，遙感影像、高程、傾斜攝影、水下地形等空間數據，以及工程BIM模型，構建實時動態、虛實結合、多維聯動的流域實景動態一張圖，基本實現了流域遠程監控、遠程操作，“一屏控流域”的信息化管理目標。

建成多目標調度模型，基本實現流域“防洪、供水、灌溉、發電、生態”綜合利用。系統利用全過程、一體化、多尺度“預報—調度—推演”模型，精準預測流域各水庫入庫流量水位過程、開展洪水風險可視化推演，生成最優科學調度方案。在保證防洪安全的前提下，聚焦供水、灌溉、生態、發電四大目標，根據長、中、短期來水預測成果，結合洪水棄量最小、發電量最大、供水及生態缺量最小、電網需求等多目標水資源優化配置邊界條件，利用NSGA-II算法及SEABODE方法智能生成最優調度策略，實現梯級水庫、電站群多目標優化調度。

建成工程安全“四預”，基本實現流域大壩安全智能監管。結合大壩安全監測、視頻監控、人工巡查、無人機巡視、AI智能分析等現代化技術，運用數理分析、有限元仿真分析模型，預測各監測點效應量變化趨勢、擬定全時域安全監控指標、預演特殊工況下工程整體運行性態，匹配工程安全應急預案，構建了集“整體性態分析”“安全隱患預警”“安全性態預演”“預案處置響應”于一體的工程安全四預應用體系，基本實現了動態監控和智能分析于一體的水利工程監管。

建成“梯調中心”，實現流域電站“無人值班，少人值守”。矩陣平臺利用攝像頭、傳感器等自動化監控設備，24小時采集機組運行、電網負荷等信息數據，梯調中心通過遠程開停機、監盤、抄表，監控機組設備運行。流域內五座電站17臺機組實現了“現場巡視運維+集控監盤控制”“無人值班、少人值守”的管理模式，其中，天福廟二級電站已實現“關門”運行，職工的工作環境大幅改善，管理成本大幅下降，綜合效益不斷提升。

構建綜合治理體系，實現流域“體制、機制、法治”管理創新。縱向貫通市、縣、鄉三級治理鏈條，橫向整合生態環境、應急等12個部門資源，建立流域生態環境司法保護基地，聯合檢察機關簽訂共治協議，形成“流域統籌、分級負責”的監管網絡。編制《水庫運行管理標準化手冊》，涵蓋安全管理、調度運行等6大類32項標準，建立“責任清單+績效評分”考核制度，建立“周巡查、月考核、季評估”動態管理機制，發動社會力量參與巡河、清河，構建全民參與的管護格局。頒布全省首部流域保護地方性法規《宜昌市黃柏河流域保護條例》，將生態補償、綜合執法等經驗固化為法律制度。成立流域水生態保護綜合執法支隊，集中行使5部門116項執法權，創新“河長+警長+檢察長”監督機制，實現流域執法“全覆蓋、無死角”。

建設成效

水庫梯級調度保安全。利用梯級水庫聯合調度信息系統，整合流域4座水庫水位、庫容、泄洪能力等運行數據，根據預報調整各水庫防洪庫容比例，動態分配各水庫的防洪庫容和攔截水量，逐級削峰調容。2024年7月30日流域突降暴雨，平臺預測流域天福廟水庫區間有大暴雨，面雨量將達到113毫米，預計在7月31日凌晨1點30分出現最大洪峰，流量將達600立方米每秒左右。后經實測，實際落地面雨量為130毫米，洪峰流量出現在7月31日1時10分，數值為693立方米每秒。管理局迅速反應、群策群力，結合黃柏河東支流域矩陣管理平臺開展洪水預報、水庫聯合調度，有效攔截洪水達3000萬立方米，保障了流域水庫安全。

水資源科學調配增效益。矩陣平臺綜合考慮各水庫水量、電站發電能力、電網等運行約束，統計分析流域不同時間尺度發電運行情況、優化供水計劃編制，實現流域水庫發電的科學調度。2024年全流域降雨同比減少17%，凈入庫水量同比減少19%，結合NSGA-II等智能算法生成多目標優化調度方案進行流域水庫群梯級調度，全年實現灌區供水2.58 億立方米，同比增加8%，發電量1.01億千瓦時，同比增加14%，實現了流域綜合效益的顯著提升。

安全智能管控除隱患。矩陣平臺利用視頻監控設備、大壩自動監測設施，結合無人機、視頻AI分析等現代化技術，實現水利工程安全數據的動態監控。運用數理統計、有限元仿真分析模型，評估大壩安全形態并分析各監測指標發展趨勢，設計不同的預演場景，模擬可能發生的事故和災害，以此評估大壩在不同狀態下的安全性態和風險因素。開發一鍵智巡功能，管理人員在極端天氣等特殊環境下可通過平臺開展自動巡檢，及時發現和排除安全隱患，保障水利工程的安全運行。

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