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。

强化“四预”助力太湖流域防汛智慧化

以太湖流域2021年梅雨、“烟花”台风强降雨、盛夏连阴雨等洪水防御为背景,以数字孪生流域建设优化太湖流域预报调度一体化系统“四预”功能完善为切入点,介绍了太湖局在数字孪生流域建设“四预”功能实现方面的经验做法,分析了数字孪生流域建设存在的困难,结合太湖局实际,提出了完善提升思路。

流域防汛智慧化总体框架建设及实施路径研究

为大力推进智慧水利和数字孪生流域建设,在防洪减灾领域需要构建流域防汛智慧化总体框架并研究实施路径,进而推动新阶段水利高质量发展。分析流域防汛智慧化建设过程中涉及的防汛业务应用智能化水平和应用系统建设水平等现状,从打造智慧化防洪“四预”体系、建设“三算”能力提升体系等方面构建我国防汛智慧化总体框架,并从优化提升洪水监测预报能力、加强洪水模拟推演和防洪调度模拟仿真技术应用、提升洪水风险管理与科学精准决策能力等方面提出具体实施路径。研究成果能为水利部门开展智慧化流域防洪业务、流域防洪规划修编提供技术支撑和对策参考。

数字孪生技术使能智慧地下水

地下水作为流域水循环的重要部分,在稳定区域水资源、维系生态系统功能等方面扮演着非常重要的角色,为实现地下水预报精准化、预警实时化、预演实景化、预案实地化的目标,使能地下水智慧业务应用及管理,以数字孪生技术为核心,提出智慧地下水体系的概念。依托地下水数据底板、知识平台,构建地下水数值模型,分析研究区地下水数字流场,预测预报不同时期的地下水动态特征;通过制定分区分时段地下水水位水量控制阈值,建立地下水超采预警机制;对不同场景下的地下水动态过程进行预演,并结合实时监测数据,制定地下水应急场景下的预案。构建的具有预报、预警、预演、预案功能的智慧地下水体系,可为地下水的管理和科学研究工作提供技术支撑。

数字山洪防治理论框架和实施路径初探

数字化、智能化迭代升级是山洪灾害防治发展到新阶段的必由之路。数字山洪防治是智慧水利之水旱灾害防御应用的主要组成部分。数字山洪防治在已有算据、算法、算力基础上,充分运用数字化技术、思维、认知,以国家级、省级监测预警平台为载体,以科学识别研判风险隐患、提高预警精准度、延长预见期、快速准确指导人员避险为目标,以小流域为单元,以山洪灾害下垫面和时空大数据为基础构建数据底板,以数字化场景、智慧化模拟、靶向化预警、精准化防控为路径,力求在多源降水数据融合、超大规模小流域洪水并行计算、实时和预设情景下风险评估、基于位置的流动人员靶向预警等方面取得突破,实现山洪灾害预报、预警、预演、预案“四预”功能。

浅谈数字孪生技术在智慧水利工程中的应用

推进数字孪生技术在智慧水利中的建设,加快构建具有“预报、预警、预演、预案”四预功能的流域和水利工程,有利于相关部门更科学、精准的进行防洪、减灾、洪水调度等水安全处理,在灾害来临之前主动防范于未然,减少灾害对城市经济、人民生命财产的影响,促进新阶段水利高质量发展。因此,加速推进数字孪生技术在数字孪生流域和数字孪生水利工程中的应用势在必行。