“互聯網+”是創新2.0時代的互聯網與傳統行業融合發展的新形態、新業態,是信息時代、知識社會的創新形態推動下的互聯網形態演進及其催生的經濟社會發展新形態。黃河洪水防御是中華民族幾千年智慧的結晶,其主要研究對象包括黃河洪水自然規律,河道、洪泛區狀況及其演變。“互聯網+防御黃河洪水”代表一種新的治河理念,即充分發揮互聯網在生產要素配置中的優化和集成作用,將互聯網的創新成果深度融合于現代治黃研究的各領域之中,提升黃河防洪工程體系與非工程體系的創新力和生產力,形成以互聯網為基礎設施和實現工具的更廣泛的治河發展新形態。
1.防御黃河洪水工程體系的歷史沿革
在原始社會與奴隸制社會,黃河流域的人們“逐水草而居,擇丘陵而處”。公元前2000多年的“鯀障洪水”,用堤埂把居住區和耕地保護起來。禹則進一步采用了“疏川導滯”、匯流入海的治水辦法,即疏通主干河道,導引漫溢出河床的洪水入海。
進入封建社會,逐步采用土堤等簡易工程措施防御洪水,并在一些河流上逐步建成堤防工程,發展較快的地區還開展了綜合性的防洪治理方法。戰國時,在黃河下游堤防已較普遍,各諸侯國都自修長堤保護自己的城邑和鄉村。秦始皇統一中國(公元前221年)后,實行“決通川防”治水方略,即將黃河下游原各諸侯國內分散的堤防改建成統一的堤防。西漢時期,郭昌在黃河下游裁減彎道3處。明代潘季馴在黃河下游修建崔鎮、徐升、季泰、三義等四座減水壩(即溢洪堰)分減洪水。
新中國成立以來,人民治黃投入大量的精力和財力修建了水庫,興建了標準化堤防,千里黃河大堤巍然矗立,防御洪水,固守平安,使黃河歲歲安瀾。
2.黃河防洪非工程體系的逐步完善與發展
隨著生產力的發展和科學技術的進步,黃河防洪開始應用近代科學技術,建成了較大規模的河流或地區的防洪系統。1919年,在河南陜縣西和山東濼口兩處設立了黃河水文站,開始用科學方法進行水文觀測,并用電報傳報水位、流量等信息。1915年,李儀祉開始引進西方水利理論和河防科技,對黃河進行勘測研究,制定治黃方略。
第二次世界大戰前后,科學技術進入一個新的發展階段,生產力突飛猛進,防洪非工程措施越來越受到重視。進入20世紀70年代后,一些國家對于河流的治理開發,逐漸注意將經濟效益、社會效益和環境效益的統一,這對于黃河防洪也具有借鑒意義。
3.“互聯網+”與防御黃河洪水之融合
“互聯網+”行動計劃將重點促進以云計算、物聯網、大數據為代表的新一代信息技術與傳統治黃技術的融合創新,打造新的河道防洪規劃、工程設計、巡查觀測、維修養護、防汛搶險、洪水調度、防汛法規云數據等,為治黃智能化提供支撐,確保黃河安瀾。
(1)防洪規劃。首先利用互聯網,從所在河流或地區的自然條件、經濟社會情況、洪水與歷史洪災等原始數據中選取必要的資料,據此擬定比較方案(包括主要防洪工程措施的規模等),再結合綜合規劃,通過比較或優選,編制河流防洪、城市防洪、蓄滯洪區防洪等規劃,并選定主體防洪工程(如堤、河道整治、分洪工程、水庫等)和防洪非工程措施(如洪水預報警報系統、灘區安全運用、行洪道清障、洪水保險、防洪調度、超標準洪水緊急應對措施等)的規模。
(2)工程設計。根據規劃選定的工程措施,選擇工程位置(如壩址、治導線、分洪區等);再根據工程等級標準和防護對象的要求,做好勘測、試驗、計算,提出工程總體布置和主體建筑物設計的各項工程特征值、工程量和投資估算等。
(3)巡查觀測。利用遠程監控或者無人機巡航等及時掌握工程設施的工作狀態,若發現問題,則迅速處理。
(4)維修養護。對工程設施配件建立模擬生命系統,對主體建筑物進行經常性的維修和定期大修,以保持工程設施的完好安全,保證能在正常和非常情況時靈活運用。
(5)防守搶險。建立潰壩決口模擬系統,有針對性地組織防守,出現險情時,及時搶護,充分發揮已有防洪工程的作用,保障保護區的安全。
(6)防洪調度。根據防洪調度規程,針對可能出現的洪水和防護區的實際情況,按照度汛計劃和緊急措施方案,對防洪系統中的各項設施進行遠程調度。
(7)防洪法規。建立防洪法規數據庫,用作防洪工作的行為規范,以利于加強工程管理,保護防洪設施安全,發揮防洪系統的效益,調整人們在生產、生活、經濟建設中所產生的利益矛盾。
總之,“互聯網+防御黃河洪水”研究是對創新2.0時代新一代信息技術與傳統產業技術創新相互作用、共同演化,推進經濟社會發展新形態的高度概括,必將推動人類治黃事業產生一次歷史性的變革。■