根据水利部办公厅的相关通知要求,经过严格的评选流程,水利部网信办公布了2023年数字孪生水利建设十大样板名单。以下是名单中的前五个样板工程的详细信息:
数字孪生黄河(中下游典型河段)
建设单位:水利部黄河水利委员会
建设领域:流域防洪、水资源管理与调配、水利工程建设和运行管理、河湖长制及河湖管理、水土保持
数字孪生水利建设十大样板名单(2023年)(1-5)
主要功能:黄委把数字孪生黄河建设作为推动新阶段黄河流域水利高质量发展的重大任务,高层推动,统筹组织,共建共享,系统应用成效显著。按照全河“一盘棋”思路谋局全流域,建设潼关至河口1100多公里统一的L2级数据底板;应用至上贯穿业务全过程,紧密围绕防汛和水资源等业务应用,建设完善防汛、水资源等10余项治黄应用系统,实现从黄委到省、市、县河务四级联动;坚持守正创新提升智能化水平,积极将新技术与生产实际结合,自主研发应用智能石头、光电测沙仪、小禹防汛机器人等技术产品;互联互通共享应用,数字孪生黄河建设在充分利旧的基础上进一步与水利部、省区共建共享,初步形成“原型黄河-模型黄河-数字孪生黄河”的有机联动。
数字孪生太浦河
建设单位:水利部太湖流域管理局
建设领域:流域防洪、水资源管理与调配
主要功能:突出太湖流域多目标统筹调度的特色,通过多源数据融合汇聚保障流域防洪安全、生态安全、供水安全各类涉水数据,构建符合太湖流域平原感潮河网地区特点的太浦河高精度数据底板,更好的支撑日常大量调度决策工作。针对太浦河在流域防洪、供水、水环境保障方面的多目标统筹调度需求,对太浦河防洪及供水“四预”业务进行流程再造,建成以事件为驱动的多目标统筹调度一体化的数字孪生太浦河业务系统。构建集水量、水质、淹涝、蓝藻、风暴潮等多个模型耦合的太湖流域模型群,从传统的水位、流量预报拓展到水质、洪水淹涝风险、蓝藻预测预警等,并大幅提升预报速度。在上海市抗咸潮保供水专项行动等工作中实际应用,发挥了非常重要的作用。
数字孪生三峡
建设单位:中国长江三峡集团有限公司、水利部长江水利委员会
建设领域:流域防洪、水利工程建设和运行管理、河湖长制及河湖管理、水文管理
主要功能:研发数字孪生底层构建技术,建设通用模型平台和知识平台,实现模型标准化封装、组件式在线搭建和知识库智能抓取迭代更新技术;防洪方面实现水库群基于调度规则的正算和基于目标反算功能,蓄滞洪区、洲滩民坑等复杂群组自由组合及秒级互馈计算决策支持功能;工程安全方面实现基于大坝与升船机BIM与物联网集成的智能监控应用;水库安全方面实现泥沙演进预报、智能减淤调度、库容冲淤动态监控等功能,同时研发了遥感智能解译模型和空间合规研判算法,实现库区重点河段分钟级智慧巡库;排污口监测方面综合运用无人机巡航、AI识别等技术,实现库区排污口动态监管、污染物扩散模拟推演及支流水华预警。多项技术已在多个数字孪生项目中应用,未来也将应用到数字孪生长江建设中。
数字孪生南水北调中线1.0
建设单位:中国南水北调集团有限公司
建设领域:流域防洪、水资源管理与调配、南水北调工程运行和监管
主要功能:围绕“安全监管、智能调度、水质保护、智能运维”四大业务领域需求,构建保障南水北调中线工程“三个安全”的“四预”功能体系,基于不同时空尺度下多场景长距离输水过程仿真模拟、冰期调度优化理论与方法、长距离调水工程水质预测和污染源扩散分析、工程安全国产有限元分析、交叉河道来水预测和洪水预报分析、视频图像AI识别等核心技术,构建形成长距离引调水工程典型建筑物的工程安全结构分析、工程防洪、跨流域多水源多目标联合调度、长距离明渠输水工程水质保护、冬季输水安全保障等典型智慧应用场景。相关建设成果在数字孪生国家水网建设中具备良好的示范价值和重要的推广应用意义。
数字孪生丹江口
建设单位:南水北调中线水源有限责任公司
建设领域:水资源管理与调配、水利工程建设和运行管理、南水北调工程运行和监管、河湖长制及河湖管理、水土保持
主要功能:数字孪生丹江口实现了水-库-坝全息实时映射与“四预”业务智能应用,实现与数字孪生流域信息互联、业务互馈,在2023年汉江秋汛及水库170m蓄水、突发水污染等重要事件和水库日常运行管理保护等业务中,成功投入实战并发挥显著作用。形成了10余项具有创新性、可复制推广的关键技术,突破了传统数据驱动模式对性态反映完整性、准确性及特殊场景预测等存在的瓶颈,研发了仿真一监测互馈修正驱动的大坝有限元多物理场耦合模型、调蓄型深水水库高效高精度三维水动力水质模型、耦合高精度水动力数学模型和并行计算算法的突发水污染模型、基于策略的地质灾害多因子监测预警及仿真预演模型等,并已推广应用至多个工程与流域智慧化建设中,示范引领成效显著。
以上是2023年数字孪生水利建设十大样板名单中的前五个样板工程,它们在水利行业的数字化转型和智能化管理方面发挥了重要的示范作用,并为未来的水利建设提供了宝贵的经验和技术支持。
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