厘清流域、干流、支流、断面四者之间的关系，对于做好“四预”具有怎样的意义？复杂的流域干支流体系将给洪水预报预演带来哪些挑战？ 

　　魏向阳：厘清流域、干流、支流、断面四者之间的关系，有利于按照“降雨-产流-汇流-演进”规律，完善以流域为单元的预报模式，延长洪水预见期，提高预报精准度；有利于加快建设数字孪生流域和数字孪生工程，推进水工程防灾联合调度等流域防洪应用系统建设，提升模拟验算、调度预演能力；有利于关口前移，精准预警、及时响应，全面部署，做好“防”的各项准备；有利于精准掌握干支流河道行洪能力、水工程运用风险隐患，统筹安全“拦、分、蓄、滞、排”措施，充分发挥流域水工程体系的综合减灾效益。 

　　复杂的流域干支流关系增加洪水预报预演难度；复杂河湖流域水系受人类活动影响显著，一般拥有较为复杂的水利工程体系，这些工程群的建立改变了流域产汇流规律，增加了洪水预报预演难度；复杂大流域下垫面变化显著，尤其是容易受到植被季节变化影响，从而增加洪水预报预演结果的不确定性。 

　　王凯：洪水的自然属性决定了流域内上下游、左右岸、干支流的自然联系，洪水过程模拟应以流域为单元进行系统模拟。流域洪水过程模拟是一个复杂的系统工程，由干流、支流、断面一系列不同尺度水文单元嵌套而成。不同尺度的流域产汇流规律不同，且存在相互作用和联系。 

　　因此，需要运用系统观念，从流域通盘的视角，构建“流域-干流-支流-断面”多尺度多过程耦合的全链条模型，推进预报从点到线、由线及面，实现从断面、过程预报向点、线、面多维预报转变，进一步提高洪水预报精度，延长洪水预见期。 

　　复杂的流域干支流体系会造成干支流互馈关系复杂，传统的水文水动力学模型难以精准模拟，给洪水预报预演带来极大挑战。

　　为何要提前算出算准关键断面水位？在洪水防御中起到什么作用？ 

　　魏向阳：汛期关键断面的流量（水位）预报值，是水工程联合调度的重要依据，提前算出关键断面流量（水位），可以为防洪水工程调度预案编制提供基本依据，从而争取洪水防御工作的主动性；准确的关键断面流量（水位）预报，可以提高水工程防洪联合调度效果，最大限度降低洪水灾害风险。 

　　王凯：蓄滞洪区、分洪河道、闸坝等重要水利工程运用的控制条件主要依据是关键控制断面的水位，因此在洪水防御过程中，只有通过洪水预报调度模型和系统，提前算出算准关键断面的水位，才能使重要水利工程决策和调度更加自如和优化，为防汛抗洪抢险赢得先机，为居民财产转移争取时间，最大程度减少损失。 

　　由预演得到的关键断面水位及高水位持续时间，如何影响蓄滞洪区的启用时机？ 

　　魏向阳：滞洪区启用按照既定的流域洪水调度方案和滞洪区运用预案予以实施。根据滞洪区位置，一般选择滞洪区分洪口门的上游干流一定距离的水文站断面，作为分滞洪运用的关键断面。 

　　另外，根据预演得到的关键断面的水位及高水位持续时间，可以得到关键断面的相应流量和超过某量级洪水的相应水量，从而分析滞洪区是否需要启用和启用时机等；根据关键断面水位（或相应流量）、高水位持续时间、关键断面至滞洪区分洪口门的洪水传播时间以及滞洪区分洪闸分洪能力等，可以确定滞洪区的启用时机和运用方式；关键断面水位越高、高水位持续时间越长，启用时间越关键，启用分洪量越大。 

　　王凯：蓄滞洪区是防洪工程体系中的重要组成部分，在河道堤防防洪能力不足的情况下，及时运用蓄滞洪区是保障防洪安全、减轻灾害的有效措施。 

　　蓄滞洪区运用是系统工程，要综合统筹协调上下游、左右岸、干支流、防洪除涝、流域区域等多个关系，科学分析实际情况，反复权衡，综合决策，根据条件依法启用。关键控制断面的最高水位及高水位持续时间，是蓄滞洪区是否启用的重要先决依据。蓄滞洪区启用时机是影响蓄滞洪效果的关键因素，蓄滞洪区启用太早，发挥不了最大削峰作用；蓄滞洪区启用太晚，达不到最佳分洪效果。 

　　需要预演蓄滞洪区不同启用时机情景下，对防洪重要控制节点的水位降低效果、最大削峰作用发挥时间、有效进洪时间、分洪总量、分洪过程等，最大程度发挥蓄滞洪区蓄滞洪水和削减洪峰作用。 

　　在实现对物理流域全要素和水利治理管理全过程的数字化映射基础上，怎样实现对规划设计或未来预测预报场景的前瞻预演？ 

　　魏向阳：预演是为了及时发现水旱灾害防御中的问题，迭代优化方案，制定风险防控措施。为了达到效果，进行前瞻预演需要做好以下工作： 

　　一是针对水灾害风险事件，预设不同类型、不同量级的预演场景，确定每个预演场景中的重点保护对象和防护标准，同时注意调度目标的可行性、水工程安全运行阈值等，守住安全底线。 

　　二是预演过程要实现洪水预报和调度的动态交互和耦合模拟，需要对典型历史事件水工程调度进行精准复演，确保预演系统的功能良好，在此基础上对设计规划和未来测预报洪水场景进行前瞻预演；通过多目标方案预演，及时发现问题，制定和优化调度方案。 

　　三是在模拟计算成果的基础上，通过对比分析，优化确定最优水利工程运行调度方案，制定风险防控措施为规划、设计提供参考依据，为洪水防御打足“提前量”，争取工作的主动性。 

　　王凯：在实现对物理流域全要素和水利治理管理全过程的数字化映射基础上，构建数字孪生流域。基于数字孪生流域，以数据底板和模型平台作为关键支撑，预演出规划设计和或未来预测预报场景下的设计洪水过程；以预演的设计洪水过程为输入条件，以规划设计或未来工程布局为边界条件，通过情景模拟分析，对规划设计或未来工程布局场景的物理流域全要素和水利治理管理全过程进行数字化映射和智慧化模拟。 

　　如何借助“四预”，提前预知堤防受洪水冲击的“最大受力点”？ 

　　魏向阳：目前，黄河下游利用实体模型试验及遥感卫星图像、无人机航拍等技术手段，预测黄河大堤、险工在大洪水条件下的出险部位，以及中常洪水条件下河道整治工程的出险坝段。 

　　首先，依据近年原型河势变化分析及实体模型试验河势预测成果，结合汛前河道地形情况，分析河段内每座工程靠溜状况及靠溜位置；再通过小浪底水利枢纽运用以来工程坝段靠河及出险情况的统计，大致预测出险坝段的位置；最后根据当年根石探摸资料，结合工程的结构和建设年代等信息，精确判断需重点关注和防守的坝垛。  

　　前瞻科学的预演需要哪些技术支撑？目前流域水工程调度预演的精度如何？ 

　　魏向阳：前瞻科学的预演需要两方面技术的支撑。一是基础数据的实时监测传输存储技术，依托空天地一体化的监测系统，对多维度的雨情、水情等数据进行实时监测传输与存储，为科学预演建立稳定全面的数据保障。二是较可靠的多维多时空尺度模型技术，集成耦合水利专业模型、智能模型、可视化模型，在可靠模型技术的支撑下，实现对历史场景、实时场景、演练场景等不同场景的预演，通过预演发现问题和薄弱环节，进一步完善预案、落实队伍、备足防汛料物，提升防汛减灾综合能力。 

　　目前黄河流域水工程调度预演基本满足业务应用的需要，还有进一步提升的空间。但由于黄河流域河道地形条件复杂，区间加水过程及不同量级水流河道演进规律难以准确把握，加之拦河建筑物多、实时运行状态不掌握，仍需要进一步开展相关工作，提升黄河流域水工程调度预演的精度，为预案制定提供坚实支撑。 

　　黄委将开展以下工作：一是加强基础数据的互通互联，进一步完善黄委直管水库、地方管理的水利工程、影响河道行洪的涉水建筑物基础数据互联互通机制，为预演精度的提高提供数据保障；二是开展预演相关模型升级和科研攻关工作，分析黄河流域水文演变规律，提升预演相关模型模拟可靠性和适用性，为预演精度的提高提供技术支撑；三是进一步利用科技手段，提高黄河下游河道原型河势、流场、根石、水下地形等方面的探测能力和反应速度；四是深化实体模型试验理论的研究，提高模型制作速度、精度、量测的准确程度和试验技术装备水平；五是进一步提升数学模型的在不同来水来沙、边界条件下的预演响应时间、响应精度；六是加强数学模型与原型、实体模型的相互配合印证，开展对洪峰增值等高含沙洪水演进特殊现象的深入研究和模拟。