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基于数字孪生的周公宅水库防洪“四预”系统构建与应用

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水利信息化 2023年第1期 23-28,32页

作者：梅传贵余丽华倪凯军陈翔阙家骏宁波弘泰水利信息科技有限公司浙江宁波315000 宁波市水库管理中心(周公宅水库管理站) 浙江宁波315000

以构建数字孪生流域、开展智慧化模拟、支撑精准化决策为实现路径,利用“空天地”一体化空间数据底板、多维智能感知、专业模型网格数据和计算结果等几类多源异构数据进行数据汇聚和融合,采用WebGL孪生引擎进行可视化展示,构建数字孪生... 详细信息

以构建数字孪生流域、开展智慧化模拟、支撑精准化决策为实现路径,利用“空天地”一体化空间数据底板、多维智能感知、专业模型网格数据和计算结果等几类多源异构数据进行数据汇聚和融合,采用WebGL孪生引擎进行可视化展示,构建数字孪生流域;聚焦流域防洪数字化场景,通过山区集总式水文和洪水演进模型对洪水过程进行预报和模拟,形成包括预报调度一体化、区域联防预警一体化、模拟仿真预演、决策建议方案等功能的“四预”孪生系统。以周公宅水库为研究对象,探索具有水库工程的中小流域数字孪生建设的相关关键技术和应用场景构建,以期为其他中小流域的水库防洪“四预”系统提供建设思路和案例参考。

关键词：数字孪生流域四预预报调度一体化区域联防预警一体化模拟仿真预演

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数字孪生长江建设关键技术与试点初探

中国防汛抗旱 2022年第2期32卷 16-26页

作者：黄艳水利部长江水利委员会武汉430010

作为推动数字化转型与数字经济快速发展的重要抓手,数字孪生技术已经在多个领域得到了广泛应用,有力推动了制造业、智慧城市建设等行业创新发展。然而,受限于水系统的随机性和复杂性,数字孪生技术在水利行业应用中发展相对缓慢,仅在防... 详细信息

作为推动数字化转型与数字经济快速发展的重要抓手,数字孪生技术已经在多个领域得到了广泛应用,有力推动了制造业、智慧城市建设等行业创新发展。然而,受限于水系统的随机性和复杂性,数字孪生技术在水利行业应用中发展相对缓慢,仅在防洪减灾方面得到一定应用,与全面感知和映射物理流域并实现流域全要素全过程预报、预警、预演、预案四预的智慧水利发展要求还有较大距离,主要体现在缺乏多源数据融合及应用技术、模型精度有待提升,以及欠缺及时映射物理世界改变的模型和系统迭代技术等,亟须系统开展数字孪生流域建设关键技术研究。深入探讨了流域数字孪生的概念与意义,梳理了现阶段流域数字孪生发展需求,以防洪应用为例,探索了数据底座建设、模型库建设、智能应用建设,以及敏捷响应配置平台技术等数字孪生流域建设关键技术,在此基础上,针对基于知识图谱的调度规则库建设技术,以及将应用拓展至水资源管理等长江流域管理现实需求,提出了长江流域三峡库区、汉江流域以及长江中下游行蓄洪空间试点数字孪生技术建设技术方案,为进一步完善和发展数字孪生流域技术提供借鉴。

关键词：数字孪生流域数据底座模型库基于知识图谱的防洪调度规则库

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面向“四预”的水资源智能业务应用体系研究

水利发展研究 2023年第8期23卷 1-6页

作者：杜军凯游进军仇亚琴贾玲林鹏飞郝春沣董颢中国水利水电科学研究院北京100044 流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

数字孪生流域是当下智慧水利的主要研究方向。以数字孪生流域为底板,强化预报、预警、预演、预案功能进行数字化模拟是水利高质量发展的重点领域。文章总结了水资源管理面临的形势和问题,梳理了数字孪生流域建设背景下的水资源“预报-预... 详细信息

数字孪生流域是当下智慧水利的主要研究方向。以数字孪生流域为底板,强化预报、预警、预演、预案功能进行数字化模拟是水利高质量发展的重点领域。文章总结了水资源管理面临的形势和问题,梳理了数字孪生流域建设背景下的水资源“预报-预警-预演-预案”需求,以水资源动态评价模型和水资源动态配置两大模型作为核心引擎,初步构建了面向业务需求的水资源“四预”架构体系,并对其功能进行了设计,可为数字孪生流域建设提供参考和借鉴。

关键词：数字孪生流域水资源评价水资源调配四预

小流域防洪“四预”体系构建思路及应用——以山西省昌源河祁县段为例

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中国防汛抗旱 2023年

作者：赵宝祥赵宏刘炳义方敏武汉大学水利水电学院智慧水业研究所祁县水利发展中心祁县水利局

针对小流域防洪短板问题，按照“十四五”智慧水利数字孪生流域总要求和防洪业务需求，提出小流域防洪预报、预警、预演、预案“四预”体系构建思路。通过采用基于图像识别的非接触式水位、流量监测手段建立智能感知网络，构建高精度气... 详细信息

针对小流域防洪短板问题，按照“十四五”智慧水利数字孪生流域总要求和防洪业务需求，提出小流域防洪预报、预警、预演、预案“四预”体系构建思路。通过采用基于图像识别的非接触式水位、流量监测手段建立智能感知网络，构建高精度气象-水文-水动力耦合模型，开发流域防洪业务应用平台，提高小流域洪水预报精度、延长预见期、提高小流域防洪管理效率，进行高效防洪减灾，为数字孪生流域的实现奠定基础。

关键词：数字孪生流域智慧水利防洪“四预” 防洪减灾

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数字孪生淮河防洪“四预”系统关键技术

水利信息化 2023年第6期 1-4,31页

作者：王凯徐时进刘昌军胡友兵任明磊陈胜淮河水利委员会水文局(信息中心) 安徽蚌埠233001 中国水利水电科学研究院北京100038

聚焦淮河流域防洪减灾重大需求面临的预报、预警、预演、预案关键科技难题,利用无人机、激光雷达、卫星遥感等“空天地”一体化技术,研发基于多源多尺度信息的数据底板构建技术,构建高精度多要素数据底板;利用水文水动力数值模拟和并行... 详细信息

聚焦淮河流域防洪减灾重大需求面临的预报、预警、预演、预案关键科技难题,利用无人机、激光雷达、卫星遥感等“空天地”一体化技术,研发基于多源多尺度信息的数据底板构建技术,构建高精度多要素数据底板;利用水文水动力数值模拟和并行计算技术,构建超大规模水文水动力学耦合模拟技术;基于高精度数据底板、高性能算力和高精准算法,建立数字孪生淮河防洪“四预”平台,并在2020年淮河流域性较大洪水复盘检视和2021-2022年淮河多场次暴雨洪水中进行了应用。结果表明:计算节点数量由原来的9个细化至5157个,计算单元大小由原来的9648 km^(2)细化至17 km^(2),模型平均效率系数为0.8,淮河干流主要控制站最大流量预报相对误差基本在10%以内,洪水预报预见期能达到2~4 d,可实现全流域全要素的精细化模拟,为数字孪生流域、洪水预报及工程调度提供技术支撑。

关键词：数字孪生流域防洪 “四预”系统淮河

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对智慧水利标准体系构建的思考

中国水利 2023年第5期 55-58页

作者：李宗礼张宜清邢子强吕洁刘家慧水利部水利水电规划设计总院北京100120

建设智慧水利是推动水利高质量发展、提升水治理体系和治理能力现代化的重要抓手,构建完善的智慧水利标准体系是建设智慧水利的关键环节和重要保障。分析了我国智慧水利标准体系建设的现状和存在的主要问题,探索了智慧水利标准体系建设... 详细信息

建设智慧水利是推动水利高质量发展、提升水治理体系和治理能力现代化的重要抓手,构建完善的智慧水利标准体系是建设智慧水利的关键环节和重要保障。分析了我国智慧水利标准体系建设的现状和存在的主要问题,探索了智慧水利标准体系建设的思路、方向和任务,初步构建了智慧水利标准体系框架,并对监测感知交互体系、通用数据库与数据管理、模型库及模型功能评价等关键问题进行了初步探讨,可为我国相关标准制修订提供决策参考。

关键词：智慧水利数字孪生流域标准体系关键问题

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数字孪生水利工程建设思考

海河水利 2022年第S1期 81-84页

作者：魏传喜于雨中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

数字孪生流域是智慧水利的核心和关键,数字孪生水利工程是数字孪生流域的重要组成部分。本文在智慧水利背景下,简要描述了数字孪生工程的建设任务,并就不同类型和任务的水利工程开展数字孪生建设的重点进行了论述。

关键词：数字孪生流域数字孪生水利工程智慧水利

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数字孪生南四湖防洪调度模型研究及应用

中国水利 2023年第20期 49-53页

作者：刘业森杜庆顺李匡胡文才赵艳红喻海军姚远孙琳常思源中国水利水电科学研究院北京100038 水利部数字孪生流域重点实验室北京100038 水利部淮河水利委员会沂沭泗水利管理局水文局(信息中心) 徐州221018

南四湖具有独特的水系特征,洪水预报调度难度大。为提升数字孪生流域智能化水平,设计开发了南四湖防洪调度模型集,实现了洪水预报、流场计算、工程调度等功能。介绍了南四湖防洪调度模型布局,以及概念性水文预报模型、水库调度模型、分... 详细信息

南四湖具有独特的水系特征,洪水预报调度难度大。为提升数字孪生流域智能化水平,设计开发了南四湖防洪调度模型集,实现了洪水预报、流场计算、工程调度等功能。介绍了南四湖防洪调度模型布局,以及概念性水文预报模型、水库调度模型、分布式时空变源模型、河道演进模型、湖区洪水演进模型、洪水调度模型等主要内容的研发情况和成果,从防洪演练、洪水预报、流场仿真、工程调度典型应用等方面,介绍了模型集对防洪调度工作的支撑。相关成果为沂沭泗流域防洪调度模型提供了基础和标准框架,为数字孪生流域模型研发提供借鉴和参考。

关键词：南四湖数字孪生流域专业模型洪水预报流场

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论数字孪生技术与智慧水利建设

黑龙江水利科技 2022年第7期50卷 180-183页

作者：张以晓黑龙江省水利工程建设监理公司哈尔滨150040

数字孪生技术是本世纪新兴的工业4.0标志性技术创新成果,近十年来发展迅猛。数字孪生技术为智慧水利建设提供解决方案,数字孪生流域和数字孪生水利工程建设是推动新阶段水利高质量发展的实施路径和最重要标志之一。

关键词：数字孪生智慧水利数字孪生流域数字孪生水利工程