【智慧城市網(wǎng) 企業(yè)關注】自水利部啟動數(shù)字孿生流域建設先行先試工作兩年多來,浙江加強頂層謀劃,建機制搭平臺,壓茬推進。經(jīng)過認真謀劃,錢塘江等7個數(shù)字孿生流域和橫錦水庫等2個數(shù)字孿生工程成功入選水利部先行先試試點。目前,9項試點任務均全面完成,并順利通過水利部驗收。即日起,“浙江水利”推出“數(shù)字孿生水利看浙江”專題,巡禮數(shù)字孿生試點做法,總結展示數(shù)字孿生水利建設的“浙江經(jīng)驗”“浙江樣板”。第四期,我們來看數(shù)字孿生曹娥江。
經(jīng)過近兩年的攻堅奮戰(zhàn)和先行探索,由紹興市水利局、浙江省水利水電勘測設計院有限責任公司共同打造的“數(shù)字孿生曹娥江”順利完成水利部數(shù)字孿生流域先行先試建設驗收。秉承著“一地創(chuàng)新,多處復用”的理念,數(shù)字孿生曹娥江在技術實現(xiàn)路徑、業(yè)務模式創(chuàng)新以及用戶場景定位等領域形成了可復制成果,先后入選2022年水利部數(shù)字孿生流域建設先行先試優(yōu)秀應用案例、水利部數(shù)字孿生水利建設典型案例、2023年省委組織部第五批實施三個“一號工程”典型案例。
防汛防臺是水利部門的主責主業(yè),也是數(shù)字孿生的主戰(zhàn)場之一?;跀?shù)字孿生曹娥江建設,開發(fā)了流域防洪應用,打造多用戶、多模式的流域防洪“四預”場景,為傳統(tǒng)防汛調度注入智慧動能。創(chuàng)新開發(fā)“一鍵模式”“專家模式”“智能模式”“單站模式”等四種預報調度模式,滿足不同用戶需求,實現(xiàn)“經(jīng)驗防御”向“智慧防御”的改革突破。“一鍵模式”基于默認調度規(guī)則快速生成調度方案;在防御流域性大洪水時,啟用“專家模式”,通過“系統(tǒng)分析+專家干預”相結合,提升預報結果的準確性;“智能模式”根據(jù)防洪控制目標進行反算,實現(xiàn)聯(lián)合優(yōu)化調度。流域防洪應用還建設了駕駛艙+預報、預警、預演、預案場景等“一艙四場景”,實現(xiàn)了概化圖、剖面圖、風險圖、風險清單等“三圖一清單”在線分析,滿足防洪場景多類需求。
在技術上,融合水利機理模型與AI技術,創(chuàng)新研發(fā)模型算法,預報效率革命性提升。傳統(tǒng)流域洪水預報作業(yè)由市縣兩級水文部門對12座大中型水庫、9條一級支流逐一進行水文計算,匯總形成預報成果,需要的時間長,人員投入大。數(shù)字孿生曹娥江將降雨—產流—匯流—調度—演進—風險分析等各環(huán)節(jié)機理模型和大數(shù)據(jù)AI預報模型進行解耦、靈活組裝,串連數(shù)據(jù)流、業(yè)務流和執(zhí)行流,實現(xiàn)水利機理模型與AI技術雙輪驅動,預報作業(yè)時間由0.5~1小時縮短至2~5分鐘,預見期由3~12小時延長至72小時,洪水預報效率大幅提升。
基于AI的預報模型原理
在業(yè)務上,針對傳統(tǒng)模式下防洪信息碎片化、調度不聯(lián)動、協(xié)同不高效等問題,通過業(yè)務融合、數(shù)據(jù)融合、技術融合,整合氣象、水利、應急、自然資源等部門數(shù)據(jù)資源和業(yè)務流程,實現(xiàn)“氣象預報-洪水預報-工程調度-風險研判-風險提示-信息反饋”的防汛全鏈條一體化融合。串聯(lián)“點(單站)、線(堤防)、面(保護區(qū))”,打通預報預警“最后一公里”,使風險信息直達防汛工作一線,實現(xiàn)風險區(qū)預警全覆蓋。
在防御2022年“軒嵐諾”和“梅花”臺風實戰(zhàn)運用中,實現(xiàn)20多個用戶在線同步進行分鐘級預報,動態(tài)預演“降雨在哪里,洪水在哪里,風險在哪里”,有力支撐防汛決策。
2022年防御“梅花”臺風期間,紹興市水利局利用數(shù)字孿生曹娥江進行“四預”分析研判。
投用兩年多來,數(shù)字孿生曹娥江在技術實現(xiàn)路徑、業(yè)務模式創(chuàng)新以及用戶場景定位等領域形成了可復制成果。其中,流域防洪應用建設模式和模型平臺已推廣復用到浦陽江、苕溪等六大流域,全面支撐浙江省流域預報調度一體化智能模塊建設。
數(shù)字孿生曹娥江預報調度一體化流域防洪應用
目前,紹興市水利局正在組織編制紹興市數(shù)字孿生水利建設實施方案,多措并舉推進數(shù)字孿生流域、水網(wǎng)、工程建設。圍繞“真好用、真管用”目標,持續(xù)迭代深化曹娥江數(shù)字孿生流域,為流域防洪應用在今年汛期投入實戰(zhàn)運用做好準備。同時,積極建立多元資金投入機制,通過“工程+”建設機制帶一部分、財政資金保障一部分、特別國債支持一部分等方式多渠道籌措建設資金,大力推進數(shù)字孿生水利建設。
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