12月4日,由福建省水利水电勘测设计研究院有限公司(以下简称“福建省水电设计院”)和四创科技有限公司联合承建的全国首批数字孪生流域建设先行先试项目“数字孪生九龙江北溪”验收会在福州市水利局顺利举行,水利部委派专家组织验收。经过资料审阅、建设情况汇报、系统演示、专家质询等环节,最终5位专家一致认为项目完成预期目标,同意项目通过验收,并给予了较高评价。
项目于2022年10月正式启动,由福建省九龙江流域中心负责实施。按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的总体要求,基于流域防洪、水资源、水工程等管理业务的需求,建设配套流域信息基础设施,并进一步构建流域监视与告警、防洪联合调度、水资源配置与调度管理、控制性工程综合运行管理、综合会商决策等应用,形成九龙江北溪流域具有“四预”功能的智慧化管理体系,为具体的业务管理提供了信息服务和技术支撑。
流域防洪
“数字孪生九龙江北溪”平台建成后,已经在流域防洪方面小试身手。今年9月初,九龙江流域受“海葵”台风影响,根据气象预报,将在4日至6日出现暴雨,防汛形势刻不容缓。系统通过构建漳平、潭口、浦南、马洋溪、长泰、库区等多个预报节点洪水预报方案,基于自动预报与主动预报交互融合,洪水关键期每隔1小时滚动制作洪水预报,提前对流域性暴雨洪水情势作出研判,有效延长预见期。
洪水预报
防洪预演基于水动力模型计算结果,预报洪峰将于9月6日夜间到达北溪水闸。通过对库区周边城区、堤防等进行基础数据综合分析,获得水深、影响范围以及影响建筑物等关键信息。结合数字孪生底板动态展示潜在淹没区域,对可能受灾的区域进行标识,同时计算出可能受灾区域的淹没水深,为防汛调度预案提供快速、直观、准确的决策依据。
水资源调度
在流域监视与告警方面,项目平台汇聚了流域的雨量监测、水位监测、流量监测、水质监测、水工程信息等数据资源共计223处,并通过气象部门共享的雷达图、卫星云图等预报数据,实现了对北溪流域的实时监控。
在调度决策分析方面,通过数字孪生平台实时掌握流域各类水情与工情现状,根据流域来水预报结果,结合万安、白沙等水库蓄水情况研判当前流域水资源总体态势,统筹考虑厦门、漳州及龙岩市的生活、工业、农业及生态需水情况,通过洪水预报等水利模型,分析可能产生风险的区域和时间。目前平台支持“应急调水”“检修清库”“水体置换”“闸门调度”“用水分配”五大类进行水资源调度,针对不同调度方案进行数字化模拟预演,辅助确定最优的水资源调度预案决策。
建设成效
该项目成果在支撑流域防洪、水资源配置与调度等“2+N”水利业务中取得良好成效,多次获得省领导的肯定,在省级以上媒体进行10余次宣传报道,其中国家级媒体报道7次、省级媒体报道4次。在项目实施过程中形成管理办法11项,技术标准3项,提交发明专利4项,科技查新鉴定3项,获奖证书1项。
下阶段,福建省水电设计院项目组将按本次验收专家组的意见在系统安全、模型精度率定、联合调度优化等方面继续深化完善,进一步提升九龙江北溪流域智慧化管理水平。