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寧波市水利水電規劃設計研究院有限公司

矩陣引領(lǐng) 數字賦能 | 看我院這樣提升水庫安全管理和聯(lián)合調度水平

2024-07-15

編者按:

       山有百藏而不言,水潤萬(wàn)物而不語(yǔ)。數字孿生是智慧水利建設的核心與關(guān)鍵,是實(shí)現水利領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。我院始終以數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化為主線(xiàn),以數字化場(chǎng)景、智慧化模擬、精準化決策為路徑,積極探索水利管理的智慧方案。以承擔周公宅水庫、皎口水庫業(yè)務(wù)為契機,我院積極構建現代化水庫運行管理矩陣平臺,進(jìn)一步實(shí)現全要素動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)暢通信息交互和深度融合,拓展“四全”為“四預”,賦能“治水”變“智水”,實(shí)現水利管理業(yè)務(wù)的工作新場(chǎng)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)合調度水平,努力尋求智慧水利的新突破,得到水利部媒體專(zhuān)題報道。

周公宅水庫、皎口水庫以現代化水庫運行管理矩陣先行先試工作為引領(lǐng),數字賦能水庫安全管理和聯(lián)合調度,促進(jìn)防洪更安全、管理更精細、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(zhù)重要作用。兩座水庫每年向寧波城區提供1.5億方的優(yōu)質(zhì)水資源,為寧波電網(wǎng)貢獻5000萬(wàn)度電量,通過(guò)水庫聯(lián)合調度,下游河道防洪標準達到20年一遇,先后通過(guò)水利部水庫標準化管理評價(jià)、榮獲全國文明單位等多項榮譽(yù)。

寧波率先打造試點(diǎn)水庫的現代化水庫運行管理矩陣四大業(yè)務(wù)應用場(chǎng)景,在周公宅水庫、皎口水庫數字孿生工程基礎上,以“四全”管理為導向、“四制(治)”體系為保障、“四預”措施為手段、“四管”工作為路徑,從四全管理——四制體系——四預措施——四管工作鏈路出發(fā),全面提升水庫運行管理精準化、信息化、現代化水平。

 

推進(jìn)“四全”管理

打造“安全醫生”

皎口水庫運行管理矩陣平臺“四全”管理頁(yè)面

       整合兩座水庫及下游區間的全要素信息,基于GIS在線(xiàn)地圖,構建高精度流域可視化模型,模擬復刻“虛擬周公宅水庫、皎口水庫”,將水庫工程、自然地理、監測站點(diǎn)、保護對象等分布情況統一集成展示;利用無(wú)人機、GNSS北斗衛星、大壩安全監測、水雨情遙測、視頻監控等感知設備,構建“天空地水工”一體化的立體監測體系,實(shí)時(shí)同步雨水情、大壩安全監測、監控視頻等信息;全面掌控流域上下游各類(lèi)要素,建立安全評價(jià)閾值模型,實(shí)時(shí)分析水庫運行管理安全狀態(tài),24小時(shí)在線(xiàn)“體檢”,實(shí)現管理的全覆蓋、全要素、全天候和全周期。

周公宅水庫大壩安全監測頁(yè)面

 

 

完善“四制(治)”體系

打造“制度導師”

周公宅水庫運行管理矩陣平臺“四制(治)”體系頁(yè)面

 

將水庫運行管理歷史數據和各類(lèi)制度預案實(shí)行結構化、模塊化拆解,將水庫現有管理單位、管理體制、專(zhuān)業(yè)化管護、物業(yè)化事項、經(jīng)費管理、法律法規、監督檢查、責任人及培訓計劃等信息進(jìn)行數字化存檔和展示,構建可視化的運行管理數據底座,為完善體制、健全機制、強化法制和落實(shí)責任制提供數字支撐。利用AI人工智能技術(shù),實(shí)時(shí)獲取各類(lèi)運行管理信息,為管理人員快速查詢(xún)和開(kāi)展技能學(xué)習提供高效的技術(shù)支撐。

周皎全景監測監視模塊臺風(fēng)知識庫

 

強化“四預”措施

打造“調度專(zhuān)家”

周公宅水庫運行管理矩陣平臺“四預”措施頁(yè)面

 

入庫1800多場(chǎng)歷史臺風(fēng)信息,通過(guò)臺風(fēng)路徑相似度匹配,獲取歷史臺風(fēng)周公宅水庫、皎口水庫庫區降雨網(wǎng)格化數據,為預報和調度決策提供參考。建設鄞江流域產(chǎn)匯流模型、梯級水庫聯(lián)合調度模型和水庫下游一二維耦合水動(dòng)力模型,通過(guò)水庫調度對下游防洪影響的正向預演,以及對上游庫區淹沒(méi)和大壩自身安全的逆向推演,動(dòng)態(tài)推薦多目標優(yōu)化調度方案,有力支撐水庫從前期預泄、中期錯峰到后期攔蓄的全過(guò)程調度決策。將傳統的各水庫獨立預報的流程進(jìn)行重塑,實(shí)現兩座水庫工作人員在同一平臺上協(xié)同操作、實(shí)時(shí)計算與快速分析,聯(lián)合預報調度方案的制定時(shí)間從原先的10分鐘縮減至目前的1—2分鐘,顯著(zhù)提升了洪水預報效率。同時(shí),周公宅水庫、皎口水庫高精度的洪水預報,為寧波市甬江流域一體化調度提供較為精確的上邊界條件,提高了下游平原河網(wǎng)的洪水預報精度,在近年的流域防洪中發(fā)揮了很好的實(shí)戰作用。

以“煙花”臺風(fēng)為預演方案的洪水仿真預演過(guò)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(yè)面

 

圍繞水庫及時(shí)除險、定期體檢、強化維護及保障安全,全面推行水庫設施設備元素化和運行管理任務(wù)清單化,呈現水庫在安全隱患、危險源、安全體檢、安全鑒定、維修養護、庫區監管、調度運用、安全防范、劃界權屬及應急保障等各方面的工作成果。依托BIM仿真建模,精細化管理各類(lèi)建筑物及重要設備資產(chǎn),建立設備主人制,明確管理責任。運用目標管理工作模式,落實(shí)任務(wù)、責任、目標、措施“四張清單”,定期檢查考核,強化管理績(jì)效。

皎口水庫設備信息

 

 

來(lái)源:中國水利 智慧水利研究院

編審:綜合部