摘要:数字孪生南水北调中线2.0冰期输水业务应用加快建设,在安阳河倒虹吸以北渠段布设全要素感知设备,构建了数理与机理相结合的水温及冰凌预报模型,融合了水力学、热力学等多学科的算法,成功实现动态输水工况下冰盖生消演变的精准模拟。运用自主研发的算法,复杂渠段冰凌演进模拟
9月10日
水利部在浙江杭州
召开数字孪生水利体系建设现场会
南水北调集团
黄河水利委员会、珠江水利委员会
浙江、福建、江西、山东、甘肃等多家单位
围绕数字孪生水利建设成效经验做法
作了交流发言
在过去的一年
数字孪生水利建设又有哪些新亮点?
一起来看
南水北调集团
复杂渠段冰凌演进模拟时间缩短至半小时
数字孪生南水北调中线2.0冰期输水业务应用加快建设,在安阳河倒虹吸以北渠段布设全要素感知设备,构建了数理与机理相结合的水温及冰凌预报模型,融合了水力学、热力学等多学科的算法,成功实现动态输水工况下冰盖生消演变的精准模拟。运用自主研发的算法,复杂渠段冰凌演进模拟的时间从两小时大幅度缩短至半小时。此外,系统还通过对负积温与冰情发展关系的量化分析,能够提前72小时预测流冰、岸冰等冰情预警。2024—2025年度冰期输水任务中,中线工程向京津冀调水量较计划多0.4亿立方米。
水利部黄河水利委员会
光电测沙仪实现监测量程新跨越
黄委自主研发的光电测沙仪实现监测量程新跨越,6月30日在马莲河庆阳水文站实测到1030千克每立方米含沙量,系统误差1.03%。自主研发国内首例“河工模型人工智能地形制作设备”,实现高精度大场景的地形机械化制作,效率提升70%,垂线精度控制在2毫米。运用大汶河防洪四预系统,有力应对7月下旬大汶河流域暴雨洪水,首次利用洪水资源进行跨流域补水,支援淮河流域南四湖应急抗旱。其间,滚动预报雨水情信息,“正向—逆向—正向”推演东平湖运用方式,提前预泄,控制老湖不超警戒水位,累计向南四湖补水8000万立方米,充分发挥雨洪资源效益,实现了防汛抗旱双赢。
水利部珠江水利委员会
今年汛期预演比选防洪调度方案
已达500余套
构建由“2类基础模型+35项专业场景模型”组成的珠江水利专业模型体系,有力支撑流域水工程“一个流量、一方库容、一厘米水位”调度。去冬今春,动态预演河口咸潮上溯影响范围及取水口抢淡时机,精准实施5轮压咸补淡调度,克服了西江特枯水情,连续21年确保了澳门等地供水安全。入汛以来,预演比选防洪调度方案500余套,有力支撑成功应对25场强降雨、打赢6个台风防御硬仗,避免发生编号洪水,实现防洪、供水、生态、发电等多方共赢。
浙江省
雨量站网密度达6.2平方公里每站
浙江积极构建完善“天空地水工”一体化监测感知系统。其中,雨量站网密度达6.2平方公里每站,山洪防御重点村落2公里内关联雨量监测全覆盖,新增声光电现地预警设备673套,累计覆盖约75%山洪高风险村落。今年6月梅雨叠加台风“蝴蝶”,钱塘江中上游出现强降雨,依托已建和在建的数字孪生流域、水网、工程,省级提前24小时准确预报了兰溪峰值流量,精准支撑富春江、分水江等水库错峰调度决策。台风“竹节草”影响期间,甬江出现流域性洪水,宁波市滚动预报,准确预报姚江、奉化江水位,精细化模拟预演流域洪水,优化水库群调度方案,全市大中型水库累计预泄水量1.4亿立方米,为后续拦洪错峰留足余地。
福建省
联用“千库联调”有效缓解下游防洪压力
福建深化防洪四预、孪生水网、安全监管等功能,推动省、市、县三级业务联用,形成“省级统筹下发—市县反馈响应”协同闭环。2025年汛前,福建省平均降雨量较常年偏少40%,通过“千库联调”系统,统一调度水口、水东等大型水库及梯级电站,加大下泄流量,缓解了咸潮上溯,保障了闽江流域供水安全。在防御第6号台风“韦帕”期间,系统及时预警并制定活盘水库调度方案,错峰调度避免与干流洪水叠加,削峰率达72%,有效减轻下游防洪压力。
江西省
灌区水资源利用效率提升23%
江西省数字孪生潦河水网建成长中短期多尺度水资源调度模型体系,实现跨地市水资源高效调配,灌区水资源利用效率提升23%,决策响应速度从7天缩短至3天,同时,实现防洪安全正向预演与反向推演。数字孪生赣抚平原灌区聚焦“精准范围、精准对象、精准时段、精准措施”,创新研发了作物需水预报、智慧灌溉决策、渠系动态优化配水等模型,通过卫星遥感技术高效识别不同作物种植分布和面积;依托近50年灌溉试验观测数据,总结出适合南方灌区的间歇灌溉技术,水稻灌溉需水量预测精度达80%以上,2025年上半年农业取水总量较同期减少3%。
山东省
灌区配水效率提高11%
山东统筹工程水网与自然水网、区域水网与流域水网、水资源配置网与防洪调度网,实现多业务目标联合调度、多层级用户协同联动。位山灌区开发“灌区—县—典型区域”三级尺度需水预测模型,实现不同灌溉条件下作物需水量、最优灌溉日期、灌溉量的科学预测,配水效率提高11%。针对水网供水“最后一公里”,打造省级“数字农村供水驾驶舱”,建成146处县域信息化平台,实现8.6万个自然村和全部农村供水工程数据在线管理,实时监测水量、水质、水压等关键参数,推动管网漏损率下降5个百分点,应急维修效率提高70%以上。
甘肃省
监测感知能力赋能应急救灾
甘肃省利用遥感弥补监测空白,支撑应急与巡查。榆中“8·7”山洪中融合灾前卫星与灾后无人机三维模型(精度≤5厘米),分析生成损毁评估图支撑防汛决策;多期遥感数据对白龙江涉河建筑物、青土湖水域变化动态巡查。新增102处北斗卫星终端保障极端通信,山洪监测覆盖1114个乡镇1646.5万人。建立“一库一图一机制”+“双通道更新”模式,推动涉水数据高效利用。在积石山6.2级地震中,依托数据关联模型,快速定位震源周边50千米范围水利工程,支撑跨部门应急协同。依托数字孪生疏勒河系统,持续强化“四预”功能,贯通“降雨—产流—调度”全流程,2025年7月,精准防御疏勒河及石油河3次超警洪水,保障灌区生命财产安全。
为这些丰富的数字孪生水利建设
经验成果
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来源:中国水事