目前，正值“七下八上”防汛關(guān)鍵期。晚上，浙江省嘉興市水利局防汛調(diào)度會商室燈火通明。走進(jìn)會商室，映入眼簾的是亞米級遙感影像和多視角影像融合形成的三維數(shù)字孿生底板，底板上清晰顯示降雨、水位、流量、工情等信息。
“這是數(shù)字孿生杭嘉湖平原水網(wǎng)應(yīng)用，它圍繞‘降雨—產(chǎn)流—匯流—演進(jìn)’，具備‘監(jiān)測—預(yù)報(bào)—預(yù)警—預(yù)演—預(yù)案’的核心能力，重點(diǎn)破解預(yù)測預(yù)報(bào)不智能、風(fēng)險(xiǎn)識別不精準(zhǔn)、工程調(diào)度不協(xié)同等難題，數(shù)字賦能平原水網(wǎng)防汛備汛。”現(xiàn)場工作人員說。
嘉興市位于太湖流域下游杭嘉湖平原，地勢低洼，遭遇極端天氣和流域性大洪水時(shí)，防洪風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測預(yù)警難，防洪排澇能力不強(qiáng)。
嘉興市近年來通過搭建數(shù)字孿生場景，積極探索平原水網(wǎng)地區(qū)數(shù)字孿生建設(shè)。首先是綜合監(jiān)視“一張圖”，直觀展示了嘉興市及周邊地區(qū)85個(gè)水位雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測點(diǎn)，并共享氣象部門169個(gè)雨量監(jiān)測站點(diǎn)，可實(shí)時(shí)繪制水位等勢面和降雨量等值面，并對超警戒水位或者超保證水位的站點(diǎn)高亮提示；“一張圖”分層級展示嘉興20個(gè)重點(diǎn)水利工程和圩區(qū)工程的實(shí)時(shí)工情信息，以及900多路視頻數(shù)據(jù)，為水利工程科學(xué)調(diào)度提供支持。
基于覆蓋杭嘉湖平原區(qū)域的水文水動力模型、嘉興市域的洪水預(yù)報(bào)模型和洪水淹沒分析模型等，嘉興市開發(fā)了相關(guān)模型平臺。目前，應(yīng)用已概化杭嘉湖區(qū)域河道5391公里、圩外湖泊53個(gè)、閘泵工程74座、圩區(qū)782個(gè)等，為防汛備汛提供了算據(jù)支撐。
“應(yīng)用可對全市主要水文站點(diǎn)開展洪水預(yù)報(bào)和市域邊界水量交換預(yù)測，并接入氣象部門網(wǎng)格化降雨預(yù)報(bào)成果，基于高精度數(shù)字孿生底板，開展洪水演進(jìn)分析，對圩區(qū)和堤防開展三色預(yù)警，生成一張洪水風(fēng)險(xiǎn)圖、一份風(fēng)險(xiǎn)識別表、一份處置對策單，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。”嘉興市水利局工作人員介紹，這樣一來，初步實(shí)現(xiàn)水位分析、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等功能，改變了以往依靠人工經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)預(yù)見期短、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警難等局面。
不僅水利決策漸趨精準(zhǔn)，工程調(diào)度也更加協(xié)同。
嘉興市除了有流域工程、區(qū)域工程，還有面廣量大的圩區(qū)工程。如何充分利用數(shù)字化場景，開展工程智慧化模擬？
在防御今年第5號臺風(fēng)“杜蘇芮”過程中，該應(yīng)用通過數(shù)字化映射建立數(shù)字流場，預(yù)演城防工程、南排工程、重點(diǎn)圩區(qū)工程等在多種組合運(yùn)用下行洪骨干河道的洪峰出現(xiàn)時(shí)間、水位變化過程及圩區(qū)淹沒情況，并對比分析多種調(diào)度方案的效果，經(jīng)綜合分析評判得出優(yōu)化的推薦調(diào)度方案。同時(shí)，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)研判，最終形成工程調(diào)度預(yù)案，通過數(shù)字化調(diào)令模塊下發(fā)市縣，指導(dǎo)各級工程調(diào)度運(yùn)行。嘉興杭嘉湖南排工程自7月20日啟閘排水，截至8月3日累計(jì)排水量為4.01億立方米，最大限度發(fā)揮水利工程防災(zāi)減災(zāi)作用。
“除此之外，該應(yīng)用還可以輔助歷史典型降雨復(fù)盤分析，模擬對城防、圩區(qū)內(nèi)部水位進(jìn)行有序預(yù)降，充分利用南排口門樞紐進(jìn)行候潮排水和動力抽排，增大骨干水網(wǎng)可調(diào)蓄容量，通過多方案對比，得出最科學(xué)的工程協(xié)同調(diào)度模式，協(xié)助完善工程控制運(yùn)行規(guī)則，最大限度發(fā)揮工程效益。”嘉興市水利局科技安全處工作人員介紹。
“通過數(shù)字化、智慧化應(yīng)用平臺建設(shè)，匯集各地各類有效信息、數(shù)據(jù)，為決策者安上了‘千里眼’‘順風(fēng)耳’，幫助各項(xiàng)調(diào)度、管控更加精準(zhǔn)、迅速。”嘉興市水利局總工程師朱黎雄說，接下來，嘉興將繼續(xù)拓展智慧水利領(lǐng)域，加快推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)，迭代升級數(shù)字孿生應(yīng)用，切實(shí)筑牢防汛備汛“安全墻”。
來源：中國水利報(bào)
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