以智治水 智慧水利谱写治水新篇章

1年前 (2023-06-05)阅读342回复0
创世纪
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中国地大物博,水系众多,但是存在水资源分布不均等问题。同时,作为农业大国,发展水利工程建设极其重要,随着经济发展的不断加快,对水利工程建设提出了更高的要求。此外,水利部印发了《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》、《“十四五”期间推进智慧水利建设实施方案》等文件支持智慧水利的发展。
 
  推动水利精细化管理,构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系,实现综合决策科学化、监管精准化与公众服务便民化。
 
  智慧水利以5G、数字孪生、云计算、物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术为底座,相较于传统水利建设,智慧水利有哪些突破性功能?
 
  1)智能监测功能
 
  通过视频监控、预警杆、传感器、无人机、遥测终端等设备进行实时水文监测、周边管控、车载移动指挥监控、人车管控等,实现统一管理,结合APP随时查看,监管信息。建设包括指挥中心、工程调度中心、专家会商室、值班室等配套设施,达到可知、可视、可控、可预测的管理目的。
 
  2)数据可视化功能
 
  搭建综合监控平台,对各监测点的人工填报数据和在线监测数据进行可视化监视,随时随地可查看监测点的关键数据,运用多源卫星数据、AI算法、云原生超算等实现数据全方面、多角度分析。通过部署LED大屏、LCD拼接屏、会议白板,实现水利中心的统一可视化展示。实时动态的联动视频画面,对水利设施、水资源、流域河道等监管指挥实现可视化、物联化的应用。实现各业务专题的无缝融合和扩展,建立“多维业务信息融合”、“多手段服务”、“可持续可扩展应用”的智慧水利一体化平台。
 
  3)应急资源监测功能
 
  支持整合交通、公安、医疗、应急等多部门数据以及防汛抗旱所需各类资源,可实时监测应急队伍、车辆、物资、设备等应急保障资源的部署情况,为突发情况下指挥人员进行大规模应急资源管理和调配提供支持。
 
  数字孪生技术是智慧水利行业中的关键技术,在提高水资源利用效率、水文信息更新的便捷性,为用户提供安全高效的水利服务方面起着重要作用:
 
  数字孪生平台主要由数据底板、模型平台、知识平台等构成。数据底板汇聚水利信息网传输的各类数据,为智慧水利提供“算据”,包括基础数据、监测数据、业务管理数据、跨行业共享数据、地理空间数据以及多维多时空尺度数据模型。
 
  数字孪生信息化基础设施主要由水利感知网、水利信息网、水利云等构成。各组成部分功能与关联为:水利感知网负责采集数字孪生流域所需各类数据;通过水利信息网将数据传输至数字孪生平台数据底板;水利云平台负责提供数据计算和存储资源。
 
  利用数字孪生技术,智慧水利行业可以实现对水资源的精细管理,控制水电站的发电效率,提高监管的实时性和准确性。数字孪生技术也可以为水利工程的建设提供模拟、测试和优化方案,避免了在物理世界中进行实际测试的风险和耗费。
 
  同时,数字孪生技术也可以在水利灾害预防方面发挥重要作用。通过将水文气象信息和数字孪生模型相结合来模拟天气变化,预判洪水漫溢等水利灾害的环境发生,通过模拟和预判,可以快速做出相应的应对措施;对流域统一规划、统一治理、统一调度、统一管理,提升流域水安全保障能力。
 
  此外,通过构建数字孪生流域一张图,整合水利多领域数据资源,对江河湖泊流域、水库、电站、重要设备等管理要素的分布、范围、类型、状态等信息进行综合监测;对水文、水力学、泥沙动力学、水资源、水环境、水土保持、水利工程安全等各业务领域的关键指标进行多维可视分析,实现流域管理综合运营态势一屏掌握。
 
  得益于科技赋能,加之政策的积极推动,智慧水利应用广泛,极大提高了水利工作效率:
 
  1)水利枢纽重点设备设施运行精细管控
 
  支持基于数字孪生技术,对水利枢纽 坝体、地形地貌、闸门、电站机组、排涝泵、水文站等要素对象进行真实复现,运行状态实时掌握;并可综合库区天气、水雨情、流量水量、浸润线、泵组参数等信息,结合专业模型算法和设备调度预案,对闸门、泵站等设备远程操控,辅助用户进行水库防洪“四预”精准决策和研判。
 
  2)水库蓄水调度来水预报、水量调配科学分析
 
  支持集成各水库监测管理系统数据,结合来水预报、需水调配、水量分配、水量调度等分析模型,对入库径流量、水库蓄水量、防洪库容、可用水量等数据指标进行多维度分析研判,支持构建调度预演预案,平衡蓄水和泄洪需求,对水库调蓄能力不足、水位超限等异常态势进行可视化预警告警,提升水库运行监管力度,为防洪、兴利等工作提供决策支持。
 
  结语:科技是第一生产力,在科技的助推下,智慧水利打造治水新模式。同时,相关部门出台的各项政策为智慧水利建设保驾护航。如今,智慧水利建设在我国取得较大成效,正在不断谱写治水新篇章。

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