位于湖北宜昌的黄柏河是长江中游左岸一级支流，被誉为宜昌人民的“母亲河”。黄柏河东支流域积极探索流域现代化管理路径，围绕“四全、四制（治）、四预、四管”目标建成流域运行管理矩阵平台，实现流域监管横向到边、纵向到底，全面提升水库运行管理精准化、信息化、现代化水平。2025年底前完成先行先试区域建设，推进流域数字化应用在全国水库运行管理系统集成展示，形成可复制、可推广的成果和经验。

黄柏河东支流域

矩阵建设情况

2024年4月，黄柏河东支流域现代化水库运行管理矩阵建设全面启动。截至目前，黄柏河东支流域“四全、四制（治）、四预、四管”矩阵管理平台框架基本搭建完成，并投入试运行。

“四全”管理建设情况。黄柏河东支流域20座水库，均已完成注册登记，并纳入黄柏河东支流域矩阵管理平台统一监管。系统通过流域“天空地水工”一体化感知监测体系，实现72小时水雨情趋势预判，自动启动“预测—分析—预警—处置”流程，基本实现流域动态掌握。实时采集库区、工程、下游等全要素信息，建立“一库一策”电子台账，与省、市水库监管平台实现数据互通，实时更新，基本实现了流域监管全覆盖、要素全掌握、管控全天候及全周期管理的目标。

“四制（治）”体系建设情况。建立了以“行政首长负责制”为核心的“四级安全责任人”清单，配备专业技术人员具体负责流域4座大中型水库一体化管理。颁布《宜昌市黄柏河流域保护条例》《黄柏河东支流域生态补偿实施方案》，成立宜昌市生态环境保护综合执法支队，建立“流域+政府”联防机制，与司法、生态环境、农业农村、公安等部门联动，引入“河小青”“三峡蚁工”等公益组织，开展“世界水日”“中国水周”“保护母亲河”“法律六进”等主题宣传，形成“河长+警长+检察长”协同管理机制。基本实现了流域“体制、机制、法治”管理创新。

“四预”措施建设情况。系统接入CMA、EC等精细化气象卫星预报服务，结合自建监测站点，构建“卫星监测—雨量站—水文站”三道防线。引入精细化洪水预报模型，实时预测洪峰流量、洪峰出现时间及洪水总量等重要数据，自动启动监测预警。结合高精度地形数据和三维可视模型，构建了适应复杂河道地形的洪水推演模型，对未来洪水发生的时间、强度、下游影响范围等多种可能变化过程进行数字化推演，根据预演结果，利用多维度、多尺度调度模型智能推荐最优调度策略，自动生成梯级水库洪水优化调度方案，实现了集“降雨—产流—汇流—推演—预案”于一体的数字可视化预演，实现了流域防洪、兴利的科学调度。

“四管”工作建设情况。流域内水库均已完成管理范围与保护范围划界，设界桩324个，界碑116个，并建立数字化管理台账，实现一键查询。矩阵系统利用机器人等自动化监测与人工观测相结合的方式，定期开展水库日常巡查、年度巡查、特别巡查，针对问题隐患编制水库维修养护实施方案，对所辖水库开展维修养护、库容曲线复核及深水生态清淤工作。严格落实安全生产“六项”机制，制定流域全员安全生产责任体系，制定超标准洪水应急预案，落实安全度汛措施，开展演习演练。截至目前，黄柏河东支流域无安全事故发生。

经验做法

建成现代化矩阵管理平台，实现流域“四全、四制（治）、四预、四管”。全面整合已建、在建的业务系统，以“四全、四制（治）、四预、四管”为核心，以“天空地水工”监测感知、物联网平台、水利专业模型、数字孪生可视化、人工智能等新一代信息技术为手段，构建了黄柏河东支流域矩阵管理平台，实现水库运行管理各项业务的有机融合和核心数据、关键指标的一屏统揽及可视化应用。

建成“天空地水工”感知体系，实现流域“可视、可知、可控”。流域按每16平方千米控制面积标准，建成了56个雨量监测站，20座水库及河道重点区域建成了32个水位站、7处流量站，构成水文要素监测网；通过216路视频监控站点及180°鹰眼摄像头组成了空中立体监控网；通过无人机、气象卫星与卫星遥感构建天空预测网，通过无人船、GNSS+测量机器人、大坝监测设施组成地面感知网，各类设备均实现4G/5G+北斗双模传输，基于实时监测，遥感影像、高程、倾斜摄影、水下地形等空间数据，以及工程BIM模型，构建实时动态、虚实结合、多维联动的流域实景动态一张图，基本实现了流域远程监控、远程操作，“一屏控流域”的信息化管理目标。

建成多目标调度模型，基本实现流域“防洪、供水、灌溉、发电、生态”综合利用。系统利用全过程、一体化、多尺度“预报—调度—推演”模型，精准预测流域各水库入库流量水位过程、开展洪水风险可视化推演，生成最优科学调度方案。在保证防洪安全的前提下，聚焦供水、灌溉、生态、发电四大目标，根据长、中、短期来水预测成果，结合洪水弃量最小、发电量最大、供水及生态缺量最小、电网需求等多目标水资源优化配置边界条件，利用NSGA-II算法及SEABODE方法智能生成最优调度策略，实现梯级水库、电站群多目标优化调度。

建成工程安全“四预”，基本实现流域大坝安全智能监管。结合大坝安全监测、视频监控、人工巡查、无人机巡视、AI智能分析等现代化技术，运用数理分析、有限元仿真分析模型，预测各监测点效应量变化趋势、拟定全时域安全监控指标、预演特殊工况下工程整体运行性态，匹配工程安全应急预案，构建了集“整体性态分析”“安全隐患预警”“安全性态预演”“预案处置响应”于一体的工程安全四预应用体系，基本实现了动态监控和智能分析于一体的水利工程监管。

建成“梯调中心”，实现流域电站“无人值班，少人值守”。矩阵平台利用摄像头、传感器等自动化监控设备，24小时采集机组运行、电网负荷等信息数据，梯调中心通过远程开停机、监盘、抄表，监控机组设备运行。流域内五座电站17台机组实现了“现场巡视运维+集控监盘控制”“无人值班、少人值守”的管理模式，其中，天福庙二级电站已实现“关门”运行，职工的工作环境大幅改善，管理成本大幅下降，综合效益不断提升。

构建综合治理体系，实现流域“体制、机制、法治”管理创新。纵向贯通市、县、乡三级治理链条，横向整合生态环境、应急等12个部门资源，建立流域生态环境司法保护基地，联合检察机关签订共治协议，形成“流域统筹、分级负责”的监管网络。编制《水库运行管理标准化手册》，涵盖安全管理、调度运行等6大类32项标准，建立“责任清单+绩效评分”考核制度，建立“周巡查、月考核、季评估”动态管理机制，发动社会力量参与巡河、清河，构建全民参与的管护格局。颁布全省首部流域保护地方性法规《宜昌市黄柏河流域保护条例》，将生态补偿、综合执法等经验固化为法律制度。成立流域水生态保护综合执法支队，集中行使5部门116项执法权，创新“河长+警长+检察长”监督机制，实现流域执法“全覆盖、无死角”。

建设成效

水库梯级调度保安全。利用梯级水库联合调度信息系统，整合流域4座水库水位、库容、泄洪能力等运行数据，根据预报调整各水库防洪库容比例，动态分配各水库的防洪库容和拦截水量，逐级削峰调容。2024年7月30日流域突降暴雨，平台预测流域天福庙水库区间有大暴雨，面雨量将达到113毫米，预计在7月31日凌晨1点30分出现最大洪峰，流量将达600立方米每秒左右。后经实测，实际落地面雨量为130毫米，洪峰流量出现在7月31日1时10分，数值为693立方米每秒。管理局迅速反应、群策群力，结合黄柏河东支流域矩阵管理平台开展洪水预报、水库联合调度，有效拦截洪水达3000万立方米，保障了流域水库安全。

水资源科学调配增效益。矩阵平台综合考虑各水库水量、电站发电能力、电网等运行约束，统计分析流域不同时间尺度发电运行情况、优化供水计划编制，实现流域水库发电的科学调度。2024年全流域降雨同比减少17%，净入库水量同比减少19%，结合NSGA-II等智能算法生成多目标优化调度方案进行流域水库群梯级调度，全年实现灌区供水2.58 亿立方米，同比增加8%，发电量1.01亿千瓦时，同比增加14%，实现了流域综合效益的显著提升。

安全智能管控除隐患。矩阵平台利用视频监控设备、大坝自动监测设施，结合无人机、视频AI分析等现代化技术，实现水利工程安全数据的动态监控。运用数理统计、有限元仿真分析模型，评估大坝安全形态并分析各监测指标发展趋势，设计不同的预演场景，模拟可能发生的事故和灾害，以此评估大坝在不同状态下的安全性态和风险因素。开发一键智巡功能，管理人员在极端天气等特殊环境下可通过平台开展自动巡检，及时发现和排除安全隐患，保障水利工程的安全运行。

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