智慧水利数字孪生案例分享：数字孪生水利，助力三峡科学防洪防汛

Posted 2022-12-13 图观引擎

长江是我国第一大河流，长江流域在我国经济发展中，占据举足轻重的地位。与此同时，长江流域频繁的洪涝、气象灾害，严重影响危害着流域内经济社会发展和生态环境，因此长江流域防汛管理被作为我国防洪体系中的关键工程。水利工程建设是常见的防洪措施，长江三峡水利枢纽工程，除了发电、航运等综合效益外，解决长江流域水患问题是其主要功能和使命。

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确指出：构建智慧水利体系，以流域为单元提升水情测报和智能调度能力。智慧水利，是以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，全面推进算据、算法、算力建设，构建数字孪生流域，加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系。

在国家“智慧水利”建设背景下，三峡水利枢纽梯级调度通信中心联手数字冰雹，建设“流域梯级全景监控平台”，系统深度融合大数据、云计算、AI、数字孪生等技术应用，支撑用户对三峡工程防洪、航运、发电、生态等业务的进行全面的监控与管理决策。

本文，小编重点围绕三峡工程防洪防汛业务，来给大家介绍一下“流域梯级全景可视化平台”是如何发挥作用的。

系统规划建设“流域气象水文监测”、“长江流域概览与防洪”、“水库调度”等业务决策主题，围绕长江三峡地区复杂天气、多流域分布、水库调度、防洪态势等核心内容进行全面呈现与实时监测预警，实现气象水文信息一屏感知，助力用户高效管理、科学决策。

 

一、气象态势实时监测：异常天气主动预警

一般而言，长江流域的洪水主要由暴雨形成，长江流域的汛期集中在5月-10月中旬，其中7月-8月为主汛期，一旦发生全流域性的集中暴雨，就很有可能引发洪灾。因此，对于异常天气的预测、预警，雨情、流域水情态势的实时感知，对于用户进行三峡防洪管理工作尤为重要。暴雨的时空分布、降雨量、覆盖面积、持续时间、移动状况等因素，都会影响长江干支流的洪峰变化。围绕气象态势的监测预警，有别于以往多部门独立运作的模式，系统整合气象局、水利监管等多部门数据，深度融合卫星、雷达、水文报汛站、气象站等气象监测数据，形成了空天地一体的流域气象监测体系，通过指控中心大屏即可实时感知流域气象信息。

系统通过丰富的分析手段，动态呈现长江全流域气象云图、台风路径图等，对重点坝区天气、温度、风向、风速、湿度、降雨量等关键指标进行实时监测，对异常天气、降雨趋势进行实时预警告警，科学预判水雨情发展态势，辅助管理者全面掌控气象信息；并在此基础上，辅助用户开展洪水预报和调度方案推演，提供预测、预警、预演、预案支撑，为流域腾退库容、拦洪蓄洪、削峰错峰等业务决策提供有力支持。

 

二、流域态势全面感知：水文信息智能监测

历史上，长江上游河段及其多条支流频繁发生洪水。长江流域横跨中国东部、中部和西部三大经济区，共计19个省、市、自治区，是世界第三大流域，流域总面积180万平方公里。长江全流域整体地势呈现西高东低，形成了三级巨大的阶梯，地形较为复杂。

流域面积广、水系庞大、湖泊与支流众多是长江流域典型的水文特征。因此，长江流域防洪工作部署需要对整个流域态势进行综合把控。

“流域梯级全景监控平台”，基于地理信息系统，构建数字孪生流域。系统对长江流域大范围地形地貌、干支流水系分布/流向、各监测站点分布、水库/蓄洪区/湖泊分布等要素态势进行全面映射；并集成各部门、业务、监测系统数据，对河道水位、河流流量、水库库容、防洪库容、降雨量等重要信息进行实时监测，并基于历史数据，结合专业模型算法，对异常蓄水量、水库流量变化进行实时预警告警，实现水文、气象数据的多维度综合分析，为防汛抗旱减灾、水资源管理、应急处置等业务决策提供有力的支撑。

三、数据多维智能分析：赋能科学拦蓄调度

经过多年信息化建设，水利管理部门积累了大量数据资源，如何充分挖掘既有海量数据资源，通过数据智能分析、多维研判，为灾害预判、防洪拦蓄、科学调度等业务应用提供数据支持，支撑用户精准决策，是系统建设初期用户十分关心的问题。

结合用户业务需求，“三峡流域梯级全景监控平台”对用户现有、历史数据资源进行了全面整合，并与行业细分领域的专业模型算法和数据模型相结合，聚焦业务场景，对用户数据进行了专题分析。

以台风路径及危害分析为例。系统基于历史数据，结合专业模型算法，建立台风发展时间轴，再现台风演进过程，对台风形成后的运行路径、轨迹变化和影响程度等全周期数据进行分析，辅助用户全面掌握气象事件事前、事中、事后不同阶段数据变化规律。

科学拦蓄分析，三峡工程主要对长江上游来水进行拦蓄，并通过调蓄来解决长江干流的防洪问题。系统对历史洪水发生演变数据进行可视化复盘分析，结合专业模型，对三峡关键流域（三峡、葛洲坝、溪洛渡、向家坝梯级巨型水库群等）的历史库容情况、水雨情数据、出入库流量、蓄水能力、洪水形式等数据指标进行多维度关联分析，对不同天气情况下的防洪拦蓄业务进行智能分析、推演，为用户进行灾害预警、预防、蓄洪滞洪、削峰错峰等业务决策提供全面、科学的依据。

END

长江三峡工程是迄今为止世界最大的水利枢纽工程，“流域梯级全景监控平台”不仅为三峡工程构建了一个气象监测、防洪预报预警指挥平台，还为用户进行阶梯电站发电运行管理、航运/生态/泥沙调度等业务提供了有力支持，后续，小编还会陆续为大家介绍“流域梯级全景监控平台”的更多功能，敬请期待！