水利智能业务应用详解

《水利部关于开展数字孪生流域建设先行先试工作的通知》要求,侧重在流域防洪、水资源管理与调配及其他业务应用“四预”进行重点突破。按照这一要求,智能业务应用中以建设具有“四预”功能的流域防洪、水资源管理与调配2项应用为主,并结合河流域实际,建设河地下水库工程运行管理应用和河长制监管应用。

水利智能业务应用详解_第1张图片流域防洪调度

为支撑流域防洪“四预”应用,加强流域洪水管理,服务于洪水预报调度、防灾减灾重点工作开展,需要依托数字孪生河平台,开发预报、调度专业模型,建立水流域防洪“四预”应用系统。

市山洪灾害监测预警平台等已建系统的基础上,扩展定制流域防洪数据底板,升级完善流域水文、水文水力学耦合预报模型,构建数字孪生河模型平台,建设数字孪生河知识平台,实现流域防洪“四预”功能,搭建防洪“四预”业务平台。预报方面,利用国内外降雨预报产品,建立洪水预报方案,延长预见期,提高预报精度,缩短预报作业时间;预警方面,准确识别防洪风险影响和薄弱环节判别、重要区域风险防控目标,建立洪水预警指标体系提高洪水预警时效性、精细化和覆盖面;预演方面,实现洪水高效模拟计算和动态仿真等功能,支撑防洪调度方案优化制定;预案方面,集成各类防洪方案、调度规则和专家经验,依据洪水情势演变,以工程调度方案、非工程措施和组织实施方式为主要内容实现防洪预案的制定、管理与发布等功能。防洪业务流程图如下图所示

水利智能业务应用详解_第2张图片

流域防洪业务流程图

流域水资源管理与调配

为支撑流域水资源调配“四预”应用,加强流域水资源监管,服务于水资源统一调度、统一管理重点工作开展,需要依托数字孪生河平台,开发水资源专业模型,建立水资源管理与调配“四预”应用系统。

“四预”功能方面,利用水文气象预报信息,结合相关下垫面、水利工程等信息,对流域不同时间尺度和空间尺度降雨与径流作出预报。考虑流量、水位、取水、用水要素监测信息建立水资源预警指标体系,开发水资源预警信息制定与发布功能,将预警信息及时准确送达相关部门和人员。建立水资源预演系统,对典型历史事件、设计、规划或未来预报场景下的蓄引提调工程调度和水资源供需平衡状况进行模拟仿真,优化制定水资源供需双侧调控方案。依据预演确定的方案,考虑水利工程最新工况、经济社会情况,确定水利工程运用次序、时机、规则,制定非工程措施,落实调度机构、权限及责任,明确信息报送流程及方式等,确保预案的可操作性。防洪业务流程图如下图所示。

水利智能业务应用详解_第3张图片

 水资源管理与调配业务流程图

地下水库工程调度管理

为支撑河地下水库工程调度管理和水系连通工程运行管理,充分发挥工程预期效益,需要依托数字孪生河平台,对河地下水库工程进行地表地下一体三维可视化建立地下水库工程运行管理支撑模型,开发地下水水库调度管理应用子系统。

河地下水库工程的智慧化管理运行方面,建立完善河地下水库工程的监测感知、通讯网络与工程自动化控制设施等信息基础设施,研究建立地下水库工程地表地下立体化展示技术,实现河地下水库工程的高保真数字映射,建设运行管理数字化场景。建立地下水库工程管理支撑模型,实现实体工程与孪生工程同步仿真运行,并制定地下水开采方案,以及拦河闸坝、地下水开采井、泵站等设施设备运行调度方案。

水利智能业务应用详解_第4张图片地下水库工程调度管理业务流程图

河湖健康动态评价

为支撑河湖健康动态评价应用,支撑市河湖长制实施,服务于河湖健康评价、河湖动态监管等重点工作开展,需要依托数字孪生河平台,开发智能识别、河湖健康动态评价模型等,建立河湖健康动态评价应用系统。

整合集成数据底板的河湖岸线基础数据、河道管理、涉河建设项目、河道采砂等相关业务数据以及卫星遥感、视频监控等信息,构建河湖管理数字化场景。集成视频、移动设备、卫星遥感、监督巡查、社会举报等多种监测手段和遥感解译、图像识别、视频分析模型等智能技术,强化岸线变化、“四乱”问题动态监测,实现各种违法违规行为的主动发现;以河湖长制管理信息系统为基础,充分利用河长巡河APP,建设湖长制及河湖管理突出问题的巡查、详查、核查、复查功能,支撑河湖长制及河湖管理突出问题的发现上报、复核抽查、跟踪问责、问题销号等全过程闭环管理,实现天上看、网上管、地上查的全流程河湖动态监管。动态感知河库健康评价指标状态,开展河湖健康评价,掌握河湖健康状态,提出河湖健康治理的管控措施。

水利智能业务应用详解_第5张图片 河湖健康评价业务流程图

水利智能业务应用详解_第6张图片

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