編者按：

       山有百藏而不言，水潤萬物而不語。數(shù)字孿生是智慧水利建設(shè)的核心與關(guān)鍵，是實現(xiàn)水利領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。我院始終以數(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，積極探索水利管理的智慧方案。以承擔(dān)周公宅水庫、皎口水庫業(yè)務(wù)為契機，我院積極構(gòu)建現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣平臺，進(jìn)一步實現(xiàn)全要素動態(tài)實時暢通信息交互和深度融合，拓展“四全”為“四預(yù)”，賦能“治水”變“智水”，實現(xiàn)水利管理業(yè)務(wù)的工作新場景的全覆蓋、全要素、全天候和全周期，綜合提升水庫安全管理和聯(lián)合調(diào)度水平，努力尋求智慧水利的新突破，得到水利部媒體專題報道。

周公宅水庫、皎口水庫以現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣先行先試工作為引領(lǐng)，數(shù)字賦能水庫安全管理和聯(lián)合調(diào)度，促進(jìn)防洪更安全、管理更精細(xì)、技術(shù)更先進(jìn)、制度更完善、效益更充分。

周公宅水庫、皎口水庫坐落于寧波市甬江流域鄞江上游，是兩座梯級串聯(lián)的大（2）型水庫，在保障寧波城市供水、甬江流域防洪和下游灌溉、生態(tài)安全中發(fā)揮著重要作用。兩座水庫每年向?qū)幉ǔ菂^(qū)提供1.5億方的優(yōu)質(zhì)水資源，為寧波電網(wǎng)貢獻(xiàn)5000萬度電量，通過水庫聯(lián)合調(diào)度，下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到20年一遇，先后通過水利部水庫標(biāo)準(zhǔn)化管理評價、榮獲全國文明單位等多項榮譽。

寧波率先打造試點水庫的現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣四大業(yè)務(wù)應(yīng)用場景，在周公宅水庫、皎口水庫數(shù)字孿生工程基礎(chǔ)上，以“四全”管理為導(dǎo)向、“四制（治）”體系為保障、“四預(yù)”措施為手段、“四管”工作為路徑，從四全管理——四制體系——四預(yù)措施——四管工作鏈路出發(fā)，全面提升水庫運行管理精準(zhǔn)化、信息化、現(xiàn)代化水平。

 

推進(jìn)“四全”管理

打造“安全醫(yī)生”

皎口水庫運行管理矩陣平臺“四全”管理頁面

       整合兩座水庫及下游區(qū)間的全要素信息，基于GIS在線地圖，構(gòu)建高精度流域可視化模型，模擬復(fù)刻“虛擬周公宅水庫、皎口水庫”，將水庫工程、自然地理、監(jiān)測站點、保護(hù)對象等分布情況統(tǒng)一集成展示；利用無人機、GNSS北斗衛(wèi)星、大壩安全監(jiān)測、水雨情遙測、視頻監(jiān)控等感知設(shè)備，構(gòu)建“天空地水工”一體化的立體監(jiān)測體系，實時同步雨水情、大壩安全監(jiān)測、監(jiān)控視頻等信息；全面掌控流域上下游各類要素，建立安全評價閾值模型，實時分析水庫運行管理安全狀態(tài)，24小時在線“體檢”，實現(xiàn)管理的全覆蓋、全要素、全天候和全周期。

周公宅水庫大壩安全監(jiān)測頁面

 

 

完善“四制（治）”體系

打造“制度導(dǎo)師”

周公宅水庫運行管理矩陣平臺“四制（治）”體系頁面

 

將水庫運行管理歷史數(shù)據(jù)和各類制度預(yù)案實行結(jié)構(gòu)化、模塊化拆解，將水庫現(xiàn)有管理單位、管理體制、專業(yè)化管護(hù)、物業(yè)化事項、經(jīng)費管理、法律法規(guī)、監(jiān)督檢查、責(zé)任人及培訓(xùn)計劃等信息進(jìn)行數(shù)字化存檔和展示，構(gòu)建可視化的運行管理數(shù)據(jù)底座，為完善體制、健全機制、強化法制和落實責(zé)任制提供數(shù)字支撐。利用AI人工智能技術(shù)，實時獲取各類運行管理信息，為管理人員快速查詢和開展技能學(xué)習(xí)提供高效的技術(shù)支撐。

周皎全景監(jiān)測監(jiān)視模塊臺風(fēng)知識庫

 

強化“四預(yù)”措施

打造“調(diào)度專家”

周公宅水庫運行管理矩陣平臺“四預(yù)”措施頁面

 

入庫1800多場歷史臺風(fēng)信息，通過臺風(fēng)路徑相似度匹配，獲取歷史臺風(fēng)周公宅水庫、皎口水庫庫區(qū)降雨網(wǎng)格化數(shù)據(jù)，為預(yù)報和調(diào)度決策提供參考。建設(shè)鄞江流域產(chǎn)匯流模型、梯級水庫聯(lián)合調(diào)度模型和水庫下游一二維耦合水動力模型，通過水庫調(diào)度對下游防洪影響的正向預(yù)演，以及對上游庫區(qū)淹沒和大壩自身安全的逆向推演，動態(tài)推薦多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方案，有力支撐水庫從前期預(yù)泄、中期錯峰到后期攔蓄的全過程調(diào)度決策。將傳統(tǒng)的各水庫獨立預(yù)報的流程進(jìn)行重塑，實現(xiàn)兩座水庫工作人員在同一平臺上協(xié)同操作、實時計算與快速分析，聯(lián)合預(yù)報調(diào)度方案的制定時間從原先的10分鐘縮減至目前的1—2分鐘，顯著提升了洪水預(yù)報效率。同時，周公宅水庫、皎口水庫高精度的洪水預(yù)報，為寧波市甬江流域一體化調(diào)度提供較為精確的上邊界條件，提高了下游平原河網(wǎng)的洪水預(yù)報精度，在近年的流域防洪中發(fā)揮了很好的實戰(zhàn)作用。

以“煙花”臺風(fēng)為預(yù)演方案的洪水仿真預(yù)演過程

 

 

加強“四管”工作

打造“運行管家”

周公宅水庫運行管理矩陣平臺“四管”工作頁面

 

圍繞水庫及時除險、定期體檢、強化維護(hù)及保障安全，全面推行水庫設(shè)施設(shè)備元素化和運行管理任務(wù)清單化，呈現(xiàn)水庫在安全隱患、危險源、安全體檢、安全鑒定、維修養(yǎng)護(hù)、庫區(qū)監(jiān)管、調(diào)度運用、安全防范、劃界權(quán)屬及應(yīng)急保障等各方面的工作成果。依托BIM仿真建模，精細(xì)化管理各類建筑物及重要設(shè)備資產(chǎn)，建立設(shè)備主人制，明確管理責(zé)任。運用目標(biāo)管理工作模式，落實任務(wù)、責(zé)任、目標(biāo)、措施“四張清單”，定期檢查考核，強化管理績效。

皎口水庫設(shè)備信息

 

 

來源：中國水利 智慧水利研究院

編審：綜合部