水利中的数字孪生,该从哪几方面推进建设?

大坝说 2023-06-25
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推进中国式现代化,要把水资源问题考虑进去。面对我们水资源自然禀赋不足、时空分布不均的客观状况,坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产,把水资源作为最大的刚性约束,迫切需要现代科技做好支撑、打好地基。数字孪生技术运用于水资源管理,是推动新时代水利高质量发展的重要实施路径。

水利中的数字孪生,就是通过在电脑上建构一个与真实物理流域或单元相同的虚拟世界,精准模拟真实世界中水利治理中的一切活动,实现各类水利治理管理行为的超前仿真推演,支撑水利智慧化决策。当前,数字孪生技术广泛应用于流域防洪、水资源管理与调配、水利工程建设和运行管理、河湖管理等方面。以流域为例,数字孪生流域是以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动,对物理流域全要素和水利治理管理活动全过程的数字化映射、智能化模拟,实现与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。

国家高度重视数字孪生技术在水利方面的运用,“十四五”新型基础设施建设规划明确提出,要推动大江大河大湖数字孪生。水利部也明确指出“十四五”期间智慧水利建设的重点任务是构建数字孪生流域。2020年,水利部启动智慧水利先行先试工作,计划用2年时间,在长江水利委员会、黄河水利委员会、太湖流域管理局3个流域管理机构,浙江省、福建省、广东省、贵州省、宁夏回族自治区5个省级水利部门,深圳市、宁波市、苏州市3个市级水利部门,开展实施36项先行先试任务;近期,又向社会推荐了47个数字孪生流域建设先行先试应用案例,充分展现了数字孪生技术在水利领域实现的诸多应用。日前,长江流域全覆盖水监控系统建设可行性研究报告获批,是我国首个批复立项的数字孪生流域建设重大项目。这些数字孪生项目的实施,赋能流域水资源管理,具有很好的实践价值。

水利数字孪生平台发布

6月20日,水利部发布数字孪生平台,该平台可实现对我国物理流域进行全要素、全过程的数字化映射和智能化模拟,在流域防洪和水资源管理与调配等领域将发挥重要作用。

这个数字孪生平台实现水库、河道堤防、蓄滞洪区等55类1600多万个水利对象信息联动更新,动态汇聚业务管理数据26.2亿条,专线获取高分、资源、环境等系列23颗国产遥感卫星影像资源,接入4600多路水利视频资源,不断提升新型感知能力。

在汇集海量数据的基础上,该平台还构建了水利多要素数字化场景,实现二、三维一体化可视仿真模拟。提供坡度坡向生成、河道断面提取、水体淹没分析、堰塞湖量测等水利专题服务。

水利部信息中心水利数据中心主任 谢文君:这个平台主要有五个方面的功能,即看、查、测、算、演。比方说,在流域防洪中预报、预警、预演和预案各个环节,这个平台都能提供数字化映射所需的数据,以及智能化模拟所需的模型,也就是我们通常所说的算法,去支撑“四预”的各个环节的工作。

五方面推进数字孪生水利建设

水利部党组书记、部长李国英表示,要按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求,大力推进数字孪生水利建设,实现预报预警预演预案功能,为水利决策管理提供前瞻性、科学性、精准性、安全性支持。

一是大力推进数字孪生流域建设。要锚定全面支撑流域统一规划、统一治理、统一调度、统一管理的目标,丰富算据、优化算法、提升算力,加快实现对物理流域全要素和水利治理管理全过程的数字化映射、智能化模拟、前瞻性预演。

二是大力推进数字孪生水网建设。要锚定构建“系统完备、安全可靠,集约高效、绿色智能,循环通畅、调控有序”国家水网的目标,围绕确保工程安全、供水安全、水质安全,推进数字孪生水网与物理水网的同步建设,实现与物理水网同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。

三是大力推进数字孪生工程建设。要锚定保障水利工程安全、效益充分发挥的目标,着力大坝控制区域雨水情监测预报“三道防线”、库区动态监测系统和坝体安全监测系统建设,实现对物理水利工程的在线监测、方案预演、问题发现、优化调度、安全保障。

四是大力推进业务应用体系建设。要以业务需求为牵引,耦合链接数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生工程,持续迭代优化业务模块,提升水利业务预报预警预演预案能力。

五是大力推进网络安全工程建设。要加强水利网络安全态势感知、监测预警、风险评估、事件处置,强化重要数据安全监管,确保水利网络安全和数据安全。

李国英要求,要加强统筹协调,强化资源整合和力量协同,推行数字孪生水利建设“晒比促”,高质量推进数字孪生水利建设。要建立全覆盖的数字孪生资源共享平台,加强数据资源统筹管理、整合归集、共享利用。

文章来源: ​人民网,央视网,光明网

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