編者按：智慧水利建設(shè)是新時(shí)代水利高質(zhì)量發(fā)展的重要實(shí)施路徑和顯著標(biāo)志之一，而數(shù)字孿生正是智慧水利建設(shè)的核心與關(guān)鍵。我院承建的全國(guó)首批數(shù)字孿生流域先行先試試點(diǎn)項(xiàng)目“數(shù)字孿生周公宅-皎口梯級(jí)水庫(kù)”于去年年底完工驗(yàn)收，現(xiàn)已成為展示數(shù)字孿生水利建設(shè)的“浙江經(jīng)驗(yàn)”的優(yōu)秀樣板。

       數(shù)字孿生周公宅-皎口梯級(jí)水庫(kù)系統(tǒng)是什么？有人說(shuō)，它是工程+流域的融合孿生體，鏡像水庫(kù)工程的現(xiàn)實(shí)，推演水庫(kù)工程的未來(lái)；有人說(shuō)，它是理解水庫(kù)的新工具，深入了解水庫(kù)設(shè)備結(jié)構(gòu)；還有人說(shuō)，它是水庫(kù)智慧化管理的新起點(diǎn)，為水庫(kù)的安全運(yùn)行和效益發(fā)揮提供了“新引擎”。

        周公宅、皎口水庫(kù)是位于寧波市甬江流域鄞江上游的串聯(lián)水庫(kù)，地處寧波市歷年暴雨中心四明山區(qū)，洪水預(yù)報(bào)調(diào)度難度大。如何進(jìn)行兩座水庫(kù)聯(lián)合錯(cuò)峰調(diào)度、最大化發(fā)揮水庫(kù)的攔洪能力，一直是水利部門面臨的重點(diǎn)和難點(diǎn)。2022年5月起，寧波市啟動(dòng)數(shù)字孿生周公宅-皎口梯級(jí)水庫(kù)項(xiàng)目，聚焦信息基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字孿生平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)安全等四大核心領(lǐng)域，將數(shù)字孿生系統(tǒng)打造為水庫(kù)的“調(diào)度專家”“安全醫(yī)生”與“運(yùn)行管家”，全面升級(jí)與優(yōu)化水庫(kù)運(yùn)行管理水平。

“調(diào)度專家”賦能水庫(kù)防汛調(diào)度

       數(shù)字孿生周公宅-皎口梯級(jí)水庫(kù)系統(tǒng)以防汛防臺(tái)實(shí)際需求為導(dǎo)向，建設(shè)鄞江流域產(chǎn)匯流模型、梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度模型和水庫(kù)下游一二維耦合水動(dòng)力模型，實(shí)現(xiàn)流域上下游基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等全要素信息的同步和共享。

       相較于單個(gè)水庫(kù)工程，梯級(jí)水庫(kù)數(shù)字孿生系統(tǒng)建設(shè)不僅需要考慮每座水庫(kù)的運(yùn)行和管理，更要深入考慮梯級(jí)間的水流調(diào)度、相互影響以及聯(lián)合防洪、發(fā)電等協(xié)同管理。圍繞兩座水庫(kù)本身的安全和聯(lián)合調(diào)度，數(shù)字孿生周公宅-皎口梯級(jí)水庫(kù)系統(tǒng)給出了重塑洪水預(yù)報(bào)工作業(yè)務(wù)流程、搭建梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度模型、構(gòu)建工程間高效共享信息通道等“三位一體”的解決方案。

       在洪水預(yù)報(bào)方面，將傳統(tǒng)的各水庫(kù)獨(dú)立預(yù)報(bào)的流程進(jìn)行重塑，實(shí)現(xiàn)兩座水庫(kù)工作人員在同一平臺(tái)上協(xié)同操作、實(shí)時(shí)計(jì)算與快速分析，聯(lián)合預(yù)報(bào)調(diào)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，顯著提升了洪水預(yù)報(bào)效率。在水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度、工程信息共享方面，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就搭建梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度模型，開放工程數(shù)據(jù)共享權(quán)限，實(shí)現(xiàn)兩座水庫(kù)在孿生世界的“互聯(lián)互通”。

       借助高度仿真的可視化技術(shù)，精準(zhǔn)預(yù)演分析水庫(kù)漲落、河道漲落、淹沒區(qū)域及其影響情況首次成為了可能。這不僅有助于研判洪水形勢(shì)，更能在復(fù)雜多變的洪水條件下為水庫(kù)防汛決策提供有力支撐。