流域水工程联合调度平台

正成果概况流域水工程联合调度平台由长江设计集团有限公司全力打造。该平台以支撑数字孪生长江建设、实现控制性水工程防灾智能联合调度为核心目标,建立了面向防灾调度全过程的决策计算分析应用功能体系,并创新研发了水利业务数字孪生建模平台、水工程联合调度辅助决策系统等产品,以"数字化场景、智慧化模拟、精准化决策"为导向,全面支撑流域防洪预报、预警、预演、预案要求。     

黑河流域水资源实时调度系统

本文结合黑河流域实际情况和流域发展的现实需求，提出了“宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动修正”的流域水资源实时调度的模式，并应用自适应控制方法，建立了流域水资源的实时调度系统，包括相互嵌套的实时调度预报子系统、实时调度决策子系统和实时修正子系统。实时调度预报子系统主要包括长期和短期径流预报、土壤墒情预报和需水预报；实时调度决策子系统包括长期和短期调度决策；实时修正子系统是根据采集的实时信息，进行长期和短期调度的修正。     

以防洪为核心的三明市沙溪数字孪生流域建设

为提高三明市防洪的实时监管效能、应急处置能力与安全保障水平,以沙溪流域为例,构建了以防洪为核心的数字孪生流域。从防洪“预报、预警、预演、预案”4个方面,通过完善监测感知网建设,针对三明市沙溪流域防汛感知网的薄弱环节,适当增加水文、气象等监测设备,提升气象预测预报预警精准程度;加强数据资源建设,整合现有平台及数据资源,推动各部门间数据同步、互通共享与系统同屏共享,实现“一屏知汛”;开展重点区域建设,将沙溪流域作为重点建设区域,建设覆盖沙溪流域的立体监测体系,并重点实现沙溪流域防洪调度一体化,实现信息快速流通,支撑防汛应急指挥调度。实践证明：在数字孪生技术的支持下,通过调度预演来分析决策,三明市主城区防汛预警提前了6 h,最大限度地减少灾害影响和社会经济损失,取得了良好的运用效果。     

提升数字孪生流域建设“四预”能力

阐述水利部党组推进数字孪生流域建设决策部署的现实背景和重大意义,探索数字孪生流域赋能业务“四预”实现路径,以淮河2020年7月超标准洪水“预报”、四川省北川县2022年“7·16”山洪灾害“预警”、黄河2021年严重秋汛防洪调度“预演预案”三个典型案例为背景,通过复盘、总结、查找工作中存在的不足和原因,提出加强感知体系、数据孪生平台建设与赋能防汛“四预”具体措施,提出数字孪生流域建设几点认识和工作建议。     

基于物联网理念的流域智能调度技术体系刍议

针对流域调度面临着监测信息不全面、传输效率低下、计算速度远远不能满足实际要求等问题,物联网技术的出现改变了这一局面,为流域调度发生突破性进展奠定了坚实基础.以此作为出发点,总结分析了流域调度的特点和要求,以及现有调度系统存在的问题,并探讨了物联网技术与流域调度的联系.以保障防洪、供水、生态、能源、航运和工程等安全为目标,提出了基于物联网技术的流域智能调度技术体系,对流域智能调度中的智能感知、仿真、诊断、预警,调度、处置、控制、综合指挥平台、数据处理和运维等关键技术进行了研究.最后在物联网技术的基础上,结合流域信息化的发展趋势和数字流域的建设,提出了"智慧流域"的概念.     

基于物联网理念的流域智能调度技术体系刍议

针对流域调度面临着监测信息不全面、传输效率低下、计算速度远远不能满足实际要求等问题,物联网技术的出现改变了这一局面,为流域调度发生突破性进展奠定了坚实基础。以此作为出发点,总结分析了流域调度的特点和要求,以及现有调度系统存在的问题,并探讨了物联网技术与流域调度的联系。以保障防洪、供水、生态、能源、航运和工程等安全为目标,提出了基于物联网技术的流域智能调度技术体系,对流域智能调度中的智能感知、仿真、诊断、预警、调度、处置、控制、综合指挥平台、数据处理和运维等关键技术进行了研究。最后在物联网技术的基础上,结合流域信息化的发展趋势和数字流域的建设,提出了＂智慧流域＂的概念。     

数字孪生技术在泵站工程中的应用

研究数字孪生工程网络构架下的用户交互模式以及可视化引擎渲染技术，在泵站数据中心化管理体系下，研究GIS+BIM+监测数据的数据融合，形成泵站工程数据底板。基于数据底板以及水利专业模型建设可视化业务管理平台，实现信息综合管理、智能巡检功能，并基于降水预报模型以及体积反演逼近法实现泵站联合调度下的积淹模拟，完成四预应用功能。平台的部署应用提高泵站综合决策管理水平，为智慧水利建设提供支撑。     

实时洪水预报调度演进一体化技术在西枝江流域的应用研究

为做好西枝江流域暴雨洪水防御技术支持,根据流域水文特性和地形资料,采用无人机倾斜摄影、GIS等先进技术,构建了数字西枝江,建设了集洪水预报、调度、演进一体化的西枝江流域实时洪水预报系统。系统提高了流域洪水预报精度,实现了河道洪水演进实时模拟、自动圈化洪水危险区、淹没三维实景模拟等功能,显著提升了防汛抢险决策可视化、自动化等技术水平,为西枝江流域的“四预”和“数字孪生流域”建设奠定了良好基础,具有较好的推广应用价值。     

长江流域防洪调度决策支持系统设计初探

为了提高长江流域防洪调度决策的时效性和可靠性,需构建一套服务于多层级用户的防汛管理智能决策支持体系。通过建立长江流域河网及控制性节点的拓扑关系,对核心业务功能进行了模块化设计,实现水情预报、洪水演进、防洪调度以及洪水风险分析的预报调度一体化。基于核心业务模型和信息扩展接口,利用GIS可视化技术及WebService交互技术的集成,研制了长江流域防洪调度决策支持系统,可实现流域水雨情的实时查询和防洪调度方案的快速模拟,为流域防汛管理决策提供专业、科学、准确的技术支持。     

广西电网水电站群来水流量 预报系统研发

以红水河和郁江流域梯级水电站为重点,结合广西电网及水电运行特性,选用新安江模型加实时校正模型建立入库流量预报方案,设计并实现了广西电网水电站群来水流量在线预报系统,可为梯级水电站智能调度决策提供支持。     

海河流域水文监测预报发展及能力提升对策

回顾了"96·8"洪水以来海河流域水文监测预报发展变化,深入分析了海河流域在大洪水及极端降雨情况下提升监测预报精度和延长预见期面临的短板与瓶颈,提出开展洪水在线监测能力建设、加强流域产汇流机理研究、全面推进精细化模型及预报调度一体化建设、大力推广水文气象结合应用、深入开展"以测补报"、推动水文智能感知与智慧分析应用等一系列对策措施,全方位补齐监测预报"短板",推动流域监测预报能力全面提升。     

数字孪生永定河建设实践

数字孪生永定河建设是流域治理管理现代化的主要标志。围绕永定河生态修复与治理,构建数字孪生永定河,建设水利感知、数据底板、模型平台、知识平台、业务应用等内容,相关成果应用于永定河全年全线有水的生态水量调度与海河“23·7”流域性特大洪水的防洪调度,取得了初步成效。建议下一步从完善数据底板、完善防洪模型、提升防洪“四预”能力、提升水资源调度“四预”能力等方面加强数字孪生永定河建设,助力流域治理管理现代化。     

基于短、中期径流预报信息套接的水库群发电优化调度模型研究

在水库发电调度决策中，考虑径流预报信息是提高水库群发电效益减少弃水的有效措施。目前通过数值气象预报信息已可获得流域未来10天预报降雨量，但降雨预报信息和径流预报模型随预见期延长不确定性增加，即直接采用10天径流预报信息将会给水库发电调度决策带来较大的不确定性，而只采用预报较准确的短期预报信息又会缩短调度的预见期。因此本文首先以美国全球预报系统（GFS）发布的浑江流域未来10天预报降雨信息来预测未来前5天和后5天径流量，并将前5天预报径流视为较准确的部分，而后5天预报径流视为不确定性较大部分，然后采用聚合分解贝叶斯随机动态规划模型为浑江梯级水库群制定前5天和10天的预报调度图，最后以5天为调度时段向后滚动决策未来5天发电和10天发电计划。模拟调度结果表明该模型充分利用了预报信息，并有效提高了发电效益。     

中小流域水库群智能调度与决策支持系统设计与开发

随着我国大江大河防洪工程体系日益完善,中小流域的洪涝灾害防治成为当前防洪工作的重点内容之一。以涟水流域为例,针对中小流域的水文特性、水文预报及洪水调度的现实需求,在耦合精细化降雨预报的基础上,综合应用分布式水文模型、水库调度模型开发了一套中小流域水库群智能调度与决策支持系统。该系统结合互联网、WebGIS、水利模型、倾斜摄影测量、三维虚拟现实等技术,采用J2EE开发框架,基于SpringBoot进行前后端分离开发和Restful服务接口开发,实现了良好的SOA服务式架构,采用ElementUI、EChart、Maptalks等实现人机交互展示界面。     

新一代流域梯级电站优化调度决策 支持系统研究

本文分析新一代流域梯级电站优化调度决策支持系统特点,研究以算法模型为核心,以流域为基础计算单位,以调度方案为中心,以GIS技术、云计算为支撑构建软件系统。研究通过基于水情预报的多调度方案生成、调度方案分析决策和调度方案后评估形成一体化优化调度决策流程,以此为指导构建新一代流域梯级电站优化调度决策支持系统。     

戍浦江藤桥小流域防洪调度和演变的研究

为了解决戍浦江藤桥小流域洪涝灾害、洪水汇流、山区洪水分析,通过流域洪水演进模型建设、模型应用场景、工程调度应用场景建设等,形成了流域洪水综合预报调度系统。该系统通过流域洪水演进模型,建立“预测-预演-预案-预警”洪水分析,实现系统性的研判、预报、报警过程,增强戍浦江流域藤桥小流域防汛应急能力,提升流域防洪调度能力,保障戍浦江两岸人民群众生命财产安全。     

承德水文站洪水预报方案研制

<正>承德市位于河北省洪涝灾害发生极为频繁的地区。近年来,暴雨洪水频发给承德造成了严重的经济损失。与此同时,流域内下垫面受水利工程、挖沙、河床下切等因素影响发生了很大变化。因此,我们对流域的水文气象特性和下垫面情况重新收集分析,基于中国洪水预报系统,建立新的洪水预报方案,以提高洪水预报的精度和延长有效预见期,为承德市区防洪调度及防灾减灾工作提供决策支持和服务。1.概况     

滨海平原河网地区城镇洪涝灾害预报预警系统研究

为了满足滨海平原河网地区城镇洪涝灾害实时预报及调度应急决策的需要,实现洪水防灾减灾管理的科学化,提升洪涝灾害预报与调度信息化整体智慧水平,基于耦合模型的演进技术和洪水淹没动态模拟技术,研究滨海平原河网地区城镇洪涝灾害预报预警系统,并进行相关功能模块开发。同时将系统应用于温州市鹿城区,实现区域内洪水预报过程模拟、道路预警和洪水风险分析等功能,为采取相应的防洪排涝避险措施,提供技术指导和依据。     

HEC-HMS模型在南水北调东线水资源调度中的应用

介绍了HEC-HMS水文模型系统，利用HEC—GeoHMS模块，由数字高程模型（DEM）生成洪泽湖、骆马湖、南四湖及东平湖上游数字流域，并对每个流域进行降雨径流模拟，模型考虑了流域内水利工程及河道取水的影响。结果表明：HEC-HMS模型应用方便，对南水北调东线沿线地区有较好的适用性，计算结果和观测入湖流量有较好的拟合，能为东线工程的水资源调度决策提供区间来水模拟预报。     

硕多岗河流域梯级电站水情预报及服务系统建设

中小流域洪水预报技术是中小河流治理与山洪灾害防治的关键技术之一。以硕多岗河流域为研究对象,在流域暴雨洪水特性研究的基础上,针对流域梯级电站运行管理的实际需求,结合现代信息处理、网络和通信等技术,利用流域洪水预报方案研制成果,建设硕多岗河梯级电站水情预报及水情服务系统。该系统提供水雨情、发电机组出力、闸门开度等信息数据的实时查询和历史检索以及实时监控等功能,同时提供实时来水预报、防洪调度等综合管理功能,为硕多岗河梯级电站防洪发电调度、运行管理提供决策支持。