四信數(shù)字孿生水庫解決方案，加快構建現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣

 數(shù)字孿生水庫防洪四預智慧水庫數(shù)字化巡檢平臺四信數(shù)字孿生水庫解決方案

發(fā)布時間：2024-04-25

　　近年，水利部先后出臺《關于加快構建現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣的指導意見》與《構建現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣先行先試工作方案》等文件，明確總體要求及試點水庫、先行區(qū)域建設技術要求等，為全面推進現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣建設工作提供依據(jù)。

　　《2024年水利工程運行管理工作要點》明確提出：快構建現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣。大力推進先行先試。全面推進試點水庫、先行區(qū)域實施全覆蓋、全要素、全天候、全周期“四全”管理，完善體制、機制、法治、責任制“四制（治）”體系，強化預報、預警、預演、預案“四預”措施，加強除險、體檢、維護、安全“四管”工作，強化數(shù)字賦能，積極探索路徑，率先實現(xiàn)突破，取得階段性成果。

　　如何構建現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣？

　　圍繞以“四全”管理，“四制（治）”體系，“四預”措施“四管”工作為核心內(nèi)容的現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣。全面實現(xiàn)水庫“四全”管理，現(xiàn)代化水庫運行管理體制機制、法規(guī)制度和技術標準體系健全完善，大型、防洪重點中型及“頭頂一盆水”中小型水庫“四預”措施全面落實，“四管”工作長效機制建立健全，水庫安全得到有效保障、效益得到充分發(fā)揮，現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣基本建成，水庫運行管理精準化、信息化、現(xiàn)代化基本實現(xiàn)。

　　“四全”管理

　　●推進全覆蓋、全要素、全天候、全周期“四全”管理實施

　　●水庫監(jiān)管全覆蓋

　　●掌握水庫運行全要素

　　●實現(xiàn)水庫管控全天候

　　●強化水庫管理全周期

　　“四預”措施

　　●強化預報、預警、預演、預案“四預”措施

　　●強化雨水情和工情監(jiān)測預報

　　●加強汛情險情預警

　　●推進水庫洪水仿真預演

　　●完善調度規(guī)程和應急預案

　　“四制（治）”體系

　　●完善體制、機制、法制、責任制“四制（治）”體系

　　●完善水庫管理體制

　　●健全水庫管理機制

　　●強化水庫依法管理

　　●落實水庫大壩安全責任制

　　“四管”工作

　　●加強除險、體檢、維護、安全“四管”工作

　　●及時實施水庫除險

　　●常態(tài)化開展水庫安全體檢

　　●加強水庫維修養(yǎng)護

　　●強化水庫安全保障

　　四信數(shù)字孿生水庫解決方案——加快水庫運行管理矩陣建設

　　四信以“水庫管理系統(tǒng)”為基礎，構建數(shù)字孿生水庫綜合解決方案，以水庫實際業(yè)務需求為導向，利用數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)等技術，融合水庫數(shù)據(jù)資源和水利專業(yè)模型，全面實現(xiàn)了水庫“四全”、“四制（治）”、“四預”、“四管”的管理矩陣功能。

　　NO.01四全

　　01.雨水情監(jiān)測預報“三道防線”

　　通過對水庫雨水情進行實時監(jiān)測和預報預警，助力加快“三道防線”建設，對庫區(qū)、下游河道進行實時動態(tài)監(jiān)測。并結合四信自主研發(fā)的水文模型、數(shù)據(jù)治理平臺、數(shù)字孿生平臺，貫穿“降雨—產(chǎn)流—匯流—演進”全鏈條模擬，實現(xiàn)延長洪水預見期和提高洪水預報精準度的有效統(tǒng)一。

　　02.大壩安全監(jiān)測

　　大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)實時掌握水庫的水位、壩體變形、壩體滲漏等信息，實現(xiàn)水庫上下游、左右岸要素信息全面掌握。輔助水庫管理者了解水庫實時運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患，為決策者提供科學依據(jù)，以便及時采取措施防范風險。一旦出現(xiàn)險情還可通過預警廣播系統(tǒng)進行播報，及時通知下游居民進行撤離。

　　03.出入庫流量監(jiān)測

　　通過搭建水庫出入庫流量監(jiān)測系統(tǒng)，水庫管理人員可以掌握水庫的實時蓄水情況，及時調整蓄水和釋水策略，以滿足不同時期供水需求和流域生態(tài)環(huán)境保護要求。

　　NO.02四預

　　01.數(shù)字孿生系統(tǒng)

　　以水庫防洪四預為核心業(yè)務，通過優(yōu)化洪水預報調度模塊，提高洪水預報的精度，增加洪水預報有效預見期，結合一、二維水動力模型模擬下游淹沒情況，通過調度預案及應急處置，為洪水調控及災情處置提供數(shù)據(jù)支撐及輔助決策。

　　智慧水庫數(shù)字孿生

　　●快速直達預警

　　預警是前哨，建立多種類、多渠道水旱災害預警體系，將預警信息直達水利工作一線和受影響區(qū)域社會公眾，為啟動預演提供指引。

　　●精準超前預報

　　預報是基礎，建立以流域為單元的多維多時空全要素預報體系，為預警工作贏得先機。

　　●前瞻科學預演

　　預演是關鍵，構建全過程、多情景模擬仿真防災預演體系，通過預演為預案制定提供支撐。

　　●細化實化預案

　　預案是目的，在預演結果基礎上分析評估，滾動調整水工程運行、應急調度、人員防災避險等應對措施，迭代優(yōu)化運行調度方案。

　　02.模型平臺

　　模型平臺主重點圍繞防汛調度和大壩工程安全。

　　防洪調度：建設以防汛調度為業(yè)務核心的洪水預報的水文預報模型、水庫泄洪調度模型、下游洪水淹沒分析的二維水動力模型

　　大壩工程安全：建設以大壩結構安全為核心的大壩結構安全模型

　　03.知識庫

　　知識檔案包含了水利工程的預案庫、知識圖譜庫、業(yè)務規(guī)則庫、專家經(jīng)驗庫等信息。

　　04.數(shù)據(jù)治理

　　四信數(shù)據(jù)治理平臺提供數(shù)據(jù)質量控制、融合插補、標準化處理全流程的數(shù)據(jù)治理服務，實現(xiàn)了異常數(shù)據(jù)的檢出、缺失數(shù)據(jù)的補齊、標準化數(shù)據(jù)的加工，通過平臺的全面治理能夠有效提高水情數(shù)據(jù)產(chǎn)品質量，明顯提升水情數(shù)據(jù)標準化服務水平。

　　NO.03四管

　　四信針對水庫監(jiān)管運營困難、管理成本高、數(shù)據(jù)管理不直觀、應急響應速度慢等問題，打造出水庫安全運營平臺。通過數(shù)據(jù)融合、大數(shù)據(jù)計算、模型分析等，實現(xiàn)科學化精準管理，打通數(shù)據(jù)壁壘、提升管理質量，為安全保障建立堅固的數(shù)據(jù)壁壘。

　　平臺具備可視化監(jiān)管、視頻監(jiān)管、信息化數(shù)據(jù)管理、水位庫容計算表、水情分析、雨情分析、位移分析、浸潤線分析、巡查管養(yǎng)、閘門遠控、預警廣播通知、洪水四預、移動應用等功能。幫助管理者實現(xiàn)水庫除險加固數(shù)據(jù)輔助化，日常巡檢工作信息化，水庫維護保養(yǎng)可視化等。