以数字孪生流域建设为核心 构建具有“四预”功能智慧水利体系

水利部部务会议日前审议通过《数字孪生水网建设技术导则（试行）》,至此数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程等三大水利数字孪生系列顶层设计基本完成。本文介绍了数字孪生流域提出背景,分析了以数字孪生流域为核心建设智慧水利的必然性,阐述了智慧水利建设总体思路、建设目标和主要任务,提出了实现数字孪生流域共建共享的思考。     

珠江防汛“四预”平台建设及应用

珠江防汛“四预”平台是智慧水利“2+N”水利业务智能应用体系中先行建设的业务应用之一,是数字孪生珠江先行先试建设成功案例。结合“降雨-产流-汇流-演进”“流域-干流-支流-断面”“总量-洪峰-过程-调度”“技术-料物-队伍-组织”四个链条,从四情智能监控、多源多模型交互预报、分级分类预警、多尺度多要素预演、优化推荐调度预案等方面剖析探讨“四预”平台主要功能和关键技术,进一步阐述“四预”平台在实际防洪应用和系统建设中的经验成效。     

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“四预”的永定河洪水预报调度系统研究与应用

近年来,我国洪水频发,对人民群众的生命财产安全造成了严重的威胁。为能够提前研判洪水态势,减轻洪灾损失,依照水旱灾害防御的业务特点,遵循预报、预警、预演、预案的理念,提出了以“数字汇聚-数据底板-孪生平台-四预体系”为主线的洪水预报调度系统总体架构,梳理了系统的业务功能与需求。结合永定河流域特点,采用流域洪水预报调度、模型与系统实时交互和二三维地理信息渲染展示等关键技术,构建了基于“四预”体系的永定河洪水预报调度系统,支撑永定河洪水调度预演,为洪水预报调度“四预”体系的建设提供借鉴与参考。     

永定河"四预"智慧防洪系统建设初探

海河流域水旱灾害防御工作事关首都防洪保安、雄安新区建设和京津冀协同发展,是我国防汛工作的重中之重,永定河是海河流域防汛的重点河系,历史上洪涝灾害频发,作为全国两个试点之一,进行了预报、预警、预演、预案"四预"智慧防洪系统建设,介绍了技术路线和关键技术,并对下一步工作提出建议.     

语音技术在防汛“四预”平台中的应用研究

针对当前水利工程防汛“四预”系统交互方式繁琐、严重依赖实际操作人员经验、智能化应用不足等问题,开展了语音技术在防汛“四预”平台中的应用研究工作。首先,集成智能语音识别的开放式服务系统,通过标准化服务接口实时交互音频数据和识别结果;然后,梳理水利工程防汛“四预”中的业务流程,总结凝练3类实际应用场景;最后,以服务实际应用场景为目标,整理并汇集相关的水利专业词汇和句式,搭建语音数据语料库和场景技能库。在大藤峡防汛“四预”平台中的应用表明,该研究提供了更全面的信息获取渠道,有效提高了系统的智能交互能力及使用人员的工作效率,为水利工程管理工作提供了技术服务支撑。     

辽宁本溪市水旱灾害防御智慧化建设分析

在数字中国建设的时代背景下,水利行业正着重发展数字孪生和智慧水利建设,其中水旱灾害防御工作应充分结合人工智能、云计算、大数据、BIM等现代化技术手段,配合多类别感知设备,构建以“四预”功能为中心、地方适用度高的智慧化水旱灾害防御平台。概述本溪市水旱灾害防御信息化系统的现状,分析水旱灾害防御智慧化的必要性,提出本溪市水旱灾害防御智慧化的建设总体思路和组成架构,以期为利用智慧化手段增强本溪市水旱灾害防御能力提供参考。     

数字孪生周公宅-皎口梯级水库防洪“四预”应用

响应宁波市智慧水利建设,落实数字孪生工程建设先行先试工作,提高水库防汛调度能力、工程运行管理水平和综合决策水平,开展了数字孪生周公宅-皎口梯级水库建设,通过构建数字孪生平台和防洪“四预”业务应用,对梯级水库及下游影响区进行预报、预警、预演、预案全过程闭环模拟,在防汛防台、洪水风险应对等多种场景下为水库防洪形势分析、洪水作业预报、调度方案制定、下游人员避险转移等提供技术支撑,为大型水库工程数字孪生建设提供思路。     

数字孪生技术与智慧水利系统的融合及应用

充分利用人工智能和大数据等技术促进数字孪生与智慧水利系统的融合,进一步提升了智慧水利的运行维护、信息获取、时间掌控和决策管理能力,推动水利工程建设向数字化、网络化、智能化方向转型升级,以实现水利工程现代化。     

数字孪生技术与智慧水利系统的融合及应用

深入探讨了数字孪生技术与智慧水利系统的融合及应用。首先,论文介绍了数字孪生技术和智慧水利系统的发展历程和现状,并详细分析了两者的基本概念、核心算法和主要应用领域。其次,从理论和实践的角度分析了数字孪生技术与智慧水利系统融合的必要性、可能性、技术路线和关键环节,并提出了基于数字孪生技术的智慧水利系统的构建方法和实施步骤。最后,设计了一个基于数字孪生技术的智慧水利系统的应用案例,并通过试验验证了该系统的性能和效果。     

基于智慧水利的数字孪生对流域水资源管理的影响探析

大清河流域是华北平原重要的水源地之一,也是京津冀地区水资源调配的重要组成部分。新时代的智慧水利建设背景下,数字孪生王村分洪闸建设对于保障流域内的防洪、灌溉、生态等多目标水利服务具有重要作用。文章探讨了数字孪生王村分洪闸项目的建设规划和实施方案,以数字孪生平台建设为核心,分析了该项目对大清河流域水资源管理的影响。     

面向防洪“四预”的数字孪生流域水利专业模型研发与实践应用——以数字孪生飞云江流域为例

数字孪生流域是推动智慧水利建设的核心和关键,而水利专业模型是数字孪生流域建设的重要算法支撑。从实际业务支撑角度研发面向防洪“四预”的数字孪生流域水利专业模型,包括水文、水动力、水工程调度、风暴潮等模型,并以浙江省温州市的数字孪生飞云江流域为载体进行实践应用。结果显示,在应对台风“杜苏芮”“卡努”“鸿雁”过程中,各类模型运行情况良好,水文、水动力及风暴潮模型预报值与实测值拟合程度较高,误差满足规范许可要求,水工程调度模型可实现模型预期调度效果。研发的水利专业模型和应用案例可为其他流域数字孪生建设提供参考。     

数字孪生驱动的智慧流域平台研究与设计

流域管理涉及水资源、水生态、水环境、水灾害等众多问题,以数字孪生为基础,将GIS,BIM,IoT融合的数字孪生与流域管理相结合,建立数字孪生数据及模型集成与可视化表达方法,研究数字孪生运行机制,构建智慧流域孪生体,设计数字孪生驱动的智慧流域平台.以堵河流域水库群防洪联合调度管控为例进行应用实践,实践证明:相比传统流域数...     

“十四五”规划下广东“智慧水利”建设的现实境遇及发展建议

“十四五”是我国向基本实现社会主义现代化进军的重要时期,是我国工业经济逐渐转型为数字经济的关键阶段,“十四五”规划的提出象征着我国进入新的发展阶段,在此背景下,我国水利事业的发展也步入新的阶段。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(以下简称《纲要》)明确指出要加快“构建智慧水利体系”,提出智慧水利建设是助力我国水利事业实现高质量发展的重要路径。为此,广东省委省政府积极响应国家号召,在“851”广东水利高质量发展蓝图中明确提出要加快建设智慧水利工程,以科技创新为智慧发展赋能。该文以“十四五”规划的提出为背景,分别从新目标、新成就、新机遇和新任务的角度出发,对广东“智慧水利”建设的现实境遇做出简要分析,并提出有助于广东“智慧水利”建设工作稳步推进的建议,为广东水利高质量发展赋能。     

珠江流域抗旱抑咸"四预"系统研发与应用

2021年,珠江流域降雨持续偏少,主要江河来水偏少3～7成,尤其是东江、韩江已达到1956年以来最枯.珠江河口咸潮比往年来得更早,西江干流水道广昌泵站、联石湾水闸出咸时间较同期提前2-3个月,澳门、珠海等大湾区城市受到咸潮影响,珠江流域抗旱保供水形势严峻.为提升粤港澳大湾区水安全保障能力,更好地支撑流域枯季水量调度,强...     

基于数字孪生的陈蔡水库管控一体数字化平台建设研究

围绕陈蔡水库在水旱灾害防御、水资源调配以及工程运行管理方面的需求,建设基于数字孪生的管控一体数字化平台。平台以时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动,构建水库自然要素与管理业务之间的响应关系,实现数字化场景、智慧化模拟、精准化决策,以及水库和流域的有效耦合。     

数字孪生椒江“四预”平台建设实践

为进一步提升椒江流域水治理管理能力,运用数字孪生、知识图谱、大数据、云计算等新技术,从构建BIM+GIS数字孪生大场景出发,以水利工程为单元,以河流为脉络,以流域为核心,进行数字孪生椒江“四预”平台建设实践,打造全国数字孪生流域样板。针对当前水利业务存在数据底板精度低、数据更新不及时、部门联动不足等痛点问题,从数据融合、结果展现、模型耦合、体制机制创新、共建共享共防等方面进行探索突破,以期为其他受洪潮涝影响的沿海地区数字孪生“四预”平台提供思路借鉴与案例支撑。     

数字孪生淮河流域智慧防洪体系研究与实践

针对淮河流域防洪预报、预警、预演、预案"四预"试点工作,提出了数字孪生淮河流域智慧防洪试点建设方案,探索了数字孪生淮河流域智慧防洪"四预"新模式,研究了试点区域数字孪生底板、数字化场景、数字化流场和数字映射、基于高性能并行计算的水文水动力学实时模拟预报技术等,开发了淮河流域智慧防汛系统,在淮河正阳关以上流域,初步实现了...     

基于数字孪生技术的智慧水务系统建设

分析通江闸工程概况与应用需求,重点强调通江闸智慧水务系统总体设计,并以利用数字孪生技术打造水务系统的建设方案作为切入点,对自动化控制体系、数字孪生平台、通江闸数字孪生平台、网络安全体系以及运行环境体系等方面进行研究,期望能够为相关人员提供参考。     

城市防洪“四预”智能调度系统建设与应用

围绕太湖流域平原河网城市防洪“四预”智能调度系统建设,从算据、算法、算力、“四预”业务和信息融合共享等方面剖析了传统防汛信息化系统存在的问题,结合无锡大包围水工程智能调度系统实践,从多源数据资源集成汇聚、精细化河网模型构建和知识模型算法深度融合等方面提出了建设措施与技术途径,将滚动预报和调度预演作为核心关键技术,构建了“监测预报-动态预警-场景预演-调度预案”的防洪“四预”业务应用体系,全力打造水工程预报调度一体化防汛模式,对于加快太湖流域数字孪生水网工程和智慧水利建设具有重要的指导意义。