基于数字孪生的水闸工程安全运行管理系统设计与实现

基于数字孪生技术建立水闸安全运行智能管理系统,面向安全监测、安全评估、安全分析预警等应用场景,以工程精准管理、高效运维为目标,建设融合工程属性、安全监测、运维管理、水文气象等多源数据的数据底板,并耦合安全评估体系、安全分析模型等智能算法,评估分析了工程安全整体现状,模拟了变形、渗流等安全指标在不同业务场景下的变化过程,实现了监测报警、预测分析、预警管理、场景预演、预案响应等功能。典型水闸应用结果表明,该系统能降低运维成本、提升管理能力,为管理机构决策提供科学依据和技术支持。

水利泵闸工程安全管理中数字孪生技术的应用研究

针对泵闸工程数据资源整合不充分、业务与技术融合不紧密、辅助决策能力不足等问题,通过研究数据底板搭建、安全分析预测、设备健康评估等关键技术,提出数字孪生技术在泵闸工程安全管理中的应用模式:采用BIM+GIS技术构建泵闸工程数据底板,实现工程安全监测、业务数据在空间上的映射融合;通过时序分析、神经网络等算法构建安全预测模型,对变形、渗流、机组振动等安全指标进行预测分析;基于工程设备管理需求建立健康评估模型,实现工程设备安全态势的动态评估;探讨数字孪生技术在安全监测、“四预”、评估等泵闸管理业务中的应用效果。数字孪生技术可提高泵闸工程的智能化管理水平,有助于减少安全隐患,辅助管理决策。

城市河湖连通及水环境整治技术研究与实践——以金鸡湖及其周边河网为例

随着城市化的深入发展,生态环保理念愈发普及,居民对城市湖泊高质量水环境的要求也愈发严格。金鸡湖位于太湖流域东部,是中国最大的内城湖泊,地方政府对其开展过多项环境综合治理,但水质仍然较差。通过耦合二维湖泊、一维河网模型,结合泵闸水利工程及运行调度原则,以实现改善金鸡湖、独墅湖及周边区域河网水质水环境的目标,提出不同的调度优化方案,模拟计算不同方案下园区研究范围内的河道改善效果,通过分析对比流量、流速和水质等水力特性,确定最佳调度方案。研究结果可为区域水环境改善和相应的运行调度方案提供技术支撑。

长江大保护智慧水务标准体系框架设计探究

为在长江大保护水环境综合治理工程建设中形成智慧管控新模式,提升长江大保护沿线城市排水系统运行效率,从智慧水务标准发展现状和长江大保护政策背景出发,根据长江大保护水环境治理业务应用和智慧水务技术要点,提出"智慧+水环境"标准体系建设路径,构建长江大保护智慧水务标准体系框架。标准体系框架将标准分为政策法规及基础、通用、专用标准4类,每类别下分为2个层级。同时在基础和通用标准中提出针对大保护业务定制化标准规范的建设思路,以弥补目前智慧水务标准顶层设计缺失和部分领域规范空白。提出的标准体系框架能够指导长江大保护智慧水务全周期建设,为进一步加强城市智慧水务平台的通用性和先进性提供技术参考。

基于一二维水动力模型的山丘区小流域洪水模拟与淹没分析

我国东南沿海山丘区小流域降水充沛,山洪灾害频发。为科学指导山丘区小流域防洪减灾,以浙江省松阴溪流域遂昌县城为研究区域,构建一二维耦合水动力模型,通过"20140820"、"19930624"两场历史洪水对模型参数率定验证,模拟不同重现期设计洪水情景下的洪水淹没过程,为山丘区小流域防洪决策提出合理建议。

基于水文水动力模型的浦阳江流域洪水情景模拟

浦阳江流域地形复杂,包括山丘、盆地和平原。中游诸暨盆地是人口主要聚集地,受上游山区洪水和下游钱塘江潮位顶托影响,洪涝灾害形势严峻。为解决上述问题,本文对流域上游山区采用新安江水文模型模拟降雨径流过程,对下游盆地区采用IFMS一、二维水动力模型模拟水流运动,并以水文模型的计算结果作为水动力模型的边界条件进行水文水动力模型耦合。结果表明水文水动力模型适用于浦阳江全流域洪水模拟,能够弥补新安江模型中马斯京根汇流无法考虑潮水顶托影响以及水动力模型难以响应降雨变化的不足。根据地区防洪特点设置致灾因子变化和水利工程建设两类情景进行洪水模拟,得到不同条件下浦阳江流域的洪水淹没水深分布,通过结果分析,总结得出浦阳江流域洪涝问题的解决对策和建议。

太湖流域水环境综合治理与长江水环境影响分析

太湖流域位于长江下游,与长江水体交换频繁,受汛期洪水威胁,太湖流域汛期以排水入长江为主,太湖流域水质变化对长江水环境治理效果有密切联系,为探究该种联系,通过构建太湖流域水文水动力-水质模型,设置不同的太湖流域水环境综合治理方案,分析太湖流域对长江水环境的影响作用,探究太湖流域水环境综合治理与长江水环境之间的响应关系。研究结果表明入江污染负荷增大主要与太湖流域洪涝期间排水入江有关,有针对性地强化太湖流域下游区域水环境治理和生态修复设施建设,可有效减少入江污染物,改善长江下游水环境。

永宁江流域洪水情景模拟分析

永宁江流域地势复杂,从山区延绵到沿海平原,洪涝致灾因子多样。下游城市区域快速发展导致原有产汇流过程改变,进一步加剧流域防洪排涝压力。以永宁江流域为例,针对河道洪水构建一维水动力模型,以上游长潭水库下泄洪水作为干流上边界,以山区支流洪水作为支流上边界,以偏不利潮型作为下边界,并采用历史台风洪水进行率定和验证;构建一、二维耦合水动力学模型,模拟洪水漫堤后在地表的演进过程。结果表明,构建的水动力模型能较好地模拟洪水水位变化。基于一、二维水动力耦合模型,分别设置5~100 a一遇设计洪水与2019年"利奇马"台风历史洪水2类情景方案进行模拟推演,分析永宁江流域洪水淹没范围并给出相应对策与建议。