數(shù)字孿生，助力三峽水利科學(xué)防洪防汛

重點推文

長江是我國第一大河流，長江流域在我國經(jīng)濟發(fā)展中，占據(jù)舉足輕重的地位。與此同時，長江流域頻繁的洪澇、氣象災(zāi)害，嚴(yán)重影響危害著流域內(nèi)經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境，因此長江流域防汛管理被作為我國防洪體系中的關(guān)鍵工程。水利工程建設(shè)是常見的防洪措施，長江三峽水利樞紐工程，除了發(fā)電、航運等綜合效益外，解決長江流域水患問題是其主要功能和使命。

《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要》明確指出：構(gòu)建智慧水利體系，以流域為單元提升水情測報和智能調(diào)度能力。智慧水利，是以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線，以數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準(zhǔn)化決策為路徑，全面推進算據(jù)、算法、算力建設(shè)，構(gòu)建數(shù)字孿生流域，加快構(gòu)建具有預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案功能的智慧水利體系。

（演示demo 圖片非實際項目系統(tǒng)）

在國家“智慧水利”建設(shè)背景下，三峽水利樞紐梯級調(diào)度通信中心聯(lián)手數(shù)字冰雹，建設(shè)“流域梯級全景監(jiān)控平臺”，系統(tǒng)深度融合大數(shù)據(jù)、云計算、AI、數(shù)字孿生等技術(shù)應(yīng)用，支撐用戶對三峽工程防洪、航運、發(fā)電、生態(tài)等業(yè)務(wù)的進行全面的監(jiān)控與管理決策。

（數(shù)據(jù)已脫敏）

本文，小編重點圍繞三峽工程防洪防汛業(yè)務(wù)，來給大家介紹一下“流域梯級全景可視化平臺”是如何發(fā)揮作用的。

系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)“流域氣象水文監(jiān)測”、“長江流域概覽與防洪”、“水庫調(diào)度”等業(yè)務(wù)決策主題，圍繞長江三峽地區(qū)復(fù)雜天氣、多流域分布、水庫調(diào)度、防洪態(tài)勢等核心內(nèi)容進行全面呈現(xiàn)與實時監(jiān)測預(yù)警，實現(xiàn)氣象水文信息一屏感知，助力用戶高效管理、科學(xué)決策。

氣象態(tài)勢實時監(jiān)測

異常天氣主動預(yù)警

一般而言，長江流域的洪水主要由暴雨形成，長江流域的汛期集中在5月-10月中旬，其中7月-8月為主汛期，一旦發(fā)生全流域性的集中暴雨，就很有可能引發(fā)洪災(zāi)。因此，對于異常天氣的預(yù)測、預(yù)警，雨情、流域水情態(tài)勢的實時感知，對于用戶進行三峽防洪管理工作尤為重要。

暴雨的時空分布、降雨量、覆蓋面積、持續(xù)時間、移動狀況等因素，都會影響長江干支流的洪峰變化。圍繞氣象態(tài)勢的監(jiān)測預(yù)警，有別于以往多部門獨立運作的模式，系統(tǒng)整合氣象局、水利監(jiān)管等多部門數(shù)據(jù)，深度融合衛(wèi)星、雷達、水文報汛站、氣象站等氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)，形成了空天地一體的流域氣象監(jiān)測體系，通過指控中心大屏即可實時感知流域氣象信息。

（數(shù)據(jù)已脫敏）

系統(tǒng)通過豐富的分析手段，動態(tài)呈現(xiàn)長江全流域氣象云圖、臺風(fēng)路徑圖等，對重點壩區(qū)天氣、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速、濕度、降雨量等關(guān)鍵指標(biāo)進行實時監(jiān)測，對異常天氣、降雨趨勢進行實時預(yù)警告警，科學(xué)預(yù)判水雨情發(fā)展態(tài)勢，輔助管理者全面掌控氣象信息；并在此基礎(chǔ)上，輔助用戶開展洪水預(yù)報和調(diào)度方案推演，提供預(yù)測、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案支撐，為流域騰退庫容、攔洪蓄洪、削峰錯峰等業(yè)務(wù)決策提供有力支持。

流域態(tài)勢全面感知

水文信息智能監(jiān)測

歷史上，長江上游河段及其多條支流頻繁發(fā)生洪水。長江流域橫跨中國東部、中部和西部三大經(jīng)濟區(qū)，共計19個省、市、自治區(qū)，是世界第三大流域，流域總面積180萬平方公里。長江全流域整體地勢呈現(xiàn)西高東低，形成了三級巨大的階梯，地形較為復(fù)雜。

流域面積廣、水系龐大、湖泊與支流眾多是長江流域典型的水文特征。因此，長江流域防洪工作部署需要對整個流域態(tài)勢進行綜合把控。

“流域梯級全景監(jiān)控平臺”，基于地理信息系統(tǒng)，構(gòu)建數(shù)字孿生流域。系統(tǒng)對長江流域大范圍地形地貌、干支流水系分布/流向、各監(jiān)測站點分布、水庫/蓄洪區(qū)/湖泊分布等要素態(tài)勢進行全面映射；并集成各部門、業(yè)務(wù)、監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對河道水位、河流流量、水庫庫容、防洪庫容、降雨量等重要信息進行實時監(jiān)測，并基于歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合專業(yè)模型算法，對異常蓄水量、水庫流量變化進行實時預(yù)警告警，實現(xiàn)水文、氣象數(shù)據(jù)的多維度綜合分析，為防汛抗旱減災(zāi)、水資源管理、應(yīng)急處置等業(yè)務(wù)決策提供有力的支撐。

（數(shù)據(jù)已脫敏）

數(shù)據(jù)多維智能分析

賦能科學(xué)攔蓄調(diào)度

經(jīng)過多年信息化建設(shè)，水利管理部門積累了大量數(shù)據(jù)資源，如何充分挖掘既有海量數(shù)據(jù)資源，通過數(shù)據(jù)智能分析、多維研判，為災(zāi)害預(yù)判、防洪攔蓄、科學(xué)調(diào)度等業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持，支撐用戶精準(zhǔn)決策，是系統(tǒng)建設(shè)初期用戶十分關(guān)心的問題。

結(jié)合用戶業(yè)務(wù)需求，“三峽流域梯級全景監(jiān)控平臺”對用戶現(xiàn)有、歷史數(shù)據(jù)資源進行了全面整合，并與行業(yè)細分領(lǐng)域的專業(yè)模型算法和數(shù)據(jù)模型相結(jié)合，聚焦業(yè)務(wù)場景，對用戶數(shù)據(jù)進行了專題分析。

以臺風(fēng)路徑及危害分析為例。系統(tǒng)基于歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合專業(yè)模型算法，建立臺風(fēng)發(fā)展時間軸，再現(xiàn)臺風(fēng)演進過程，對臺風(fēng)形成后的運行路徑、軌跡變化和影響程度等全周期數(shù)據(jù)進行分析，輔助用戶全面掌握氣象事件事前、事中、事后不同階段數(shù)據(jù)變化規(guī)律。

科學(xué)攔蓄分析，三峽工程主要對長江上游來水進行攔蓄，并通過調(diào)蓄來解決長江干流的防洪問題。系統(tǒng)對歷史洪水發(fā)生演變數(shù)據(jù)進行可視化復(fù)盤分析，結(jié)合專業(yè)模型，對三峽關(guān)鍵流域（三峽、葛洲壩、溪洛渡、向家壩梯級巨型水庫群等）的歷史庫容情況、水雨情數(shù)據(jù)、出入庫流量、蓄水能力、洪水形式等數(shù)據(jù)指標(biāo)進行多維度關(guān)聯(lián)分析，對不同天氣情況下的防洪攔蓄業(yè)務(wù)進行智能分析、推演，為用戶進行災(zāi)害預(yù)警、預(yù)防、蓄洪滯洪、削峰錯峰等業(yè)務(wù)決策提供全面、科學(xué)的依據(jù)。

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長江三峽工程是迄今為止世界最大的水利樞紐工程，“流域梯級全景監(jiān)控平臺”不僅為三峽工程構(gòu)建了一個氣象監(jiān)測、防洪預(yù)報預(yù)警指揮平臺，還為用戶進行階梯電站發(fā)電運行管理、航運/生態(tài)/泥沙調(diào)度等業(yè)務(wù)提供了有力支持，后續(xù)，小編還會陸續(xù)為大家介紹“流域梯級全景監(jiān)控平臺”的更多功能，敬請期待！

作為可視化數(shù)字孿生領(lǐng)域的代表企業(yè)，數(shù)字冰雹十余年來深耕核心技術(shù)，堅持自主創(chuàng)新。站在數(shù)字化建設(shè)、新基建風(fēng)口，我們希望依賴于十余年的技術(shù)、經(jīng)驗累積，與行業(yè)內(nèi)廣大合作伙伴一道，打造國內(nèi)“最落地”數(shù)字孿生技術(shù)平臺，推動數(shù)字孿生落地應(yīng)用，真正為各行業(yè)用戶實際業(yè)務(wù)決策賦能。