科技创新成果系列展示(三)
潺水模型平台
日新月异飞速发展的数字化时代下,智慧水利已经成为实现水利数字化、网络化、智能化的重要抓手,成为水利治理能力提升、推动水利高质量发展的强力驱动。
当前行业形势下,大禹慧图科技深感责任在肩,立足用户需求,深入分析水利信息化现状,充分融合公司深厚的技术实力和优势,瞄准市场需求,强化创新驱动,坚持技术支持与新产品研发齐头并进,促进产品技术创新与成果转化,赋能水利信息化建设高速发展。经过不遗余力的攻关攻坚,大禹慧图科技研发效能全面提升,能够更高效、更高质、更可靠、可持续地为用户提供业务价值。
大禹慧图科技水利模型平台
用科技筑牢防汛抗洪“安全堤”
大禹慧图科技潺水模型平台采用模型库的方式从算法组件、业务套件、产品应用等层面提供各类专业模型,应用于流域防灾减灾、水资源管理、灌区输配水、城市防洪排涝、城乡供水、工程安全等业务领域。模型库以算法单元为基础,支持不同模型单元的组装、集成、服务和调度,并可实现并行计算和三维可视化耦合。
洪水预报
基于新安江、API+单位线、河北雨洪等模型算法,灵活构建集总式或分布式水文模型方案,结合气象数值预报,预测未来时段洪峰流量、峰现时间、洪水过程和洪水总量。
“慧图洪水预报软件系统”于2020年入选中国水利企业协会《优秀洪水预报系统软件》名单 。
洪水风险
支持溃坝溃堤加一二维水动力模型的洪水风险计算,支持频率洪水、实测洪水、预报洪水的洪水风险计算,支持基于空间展布模型的洪灾实时统计,支持计算成果和三维可视化模型耦合。
通过关系网格技术与三维可视化模型无缝耦合,直观“预演”洪水漫延过程。
城市洪涝
将地表一二维与基于SWMM的排水管网模型进行耦合,实现地表、地下、河道联合排涝计算,接入河道上游来水、城区实测及预报降雨数据,模拟获取低洼地积水范围、深度、历时,延长内涝风险预见期,指导城市防洪排涝决策。
防洪调度
支持水位控制、出库控制、规则控制、补偿调度、预泄控制等7种模式调洪演算,支持单库调度、库河耦合调度、多库联合调度,支持预报调度耦合计算,支持生成防洪调度方案,进行多调度方案比较,并可在三维平台进行推演。
灌区水资源调度
采用模型库模式,实现“来水-需水-配水-调水”等多个子模型的装配,来水模型支持中长期和短期来水预测,需水模型支持作物灌溉、生活、生态、工业等需水计算、配水模型支持获取取水口需水量、需水过程和需水时间,调水模型支持渠首到斗口的正反向调配计算。
模型于2023年入选“第一批数字孪生灌区模型推荐清单”。
AI智能雨洪
结合多年历史雨洪实测数据,自动划分场次洪水和场次降雨,识别降雨洪水特征,利用大数据、机器学习、神经网络等前沿技术,智能快速模拟预测洪水过程。计算速度秒级内,验证精度高达80%及以上。
最佳实践
当前,大禹慧图科技潺水模型平台已应用于多个水利项目建设,作用显著。
西安水灾害监测预警可视化系统基于“两河四库”流域下垫面特征及气象水文要素,构建洪水预报模型、水库调度模型、洪水演进模型和城市洪涝模型,秒级计算“两河四库”来洪过程,快速模拟不同频率洪水演进场景,演算不同降雨情景、不同调度控制条件下的防洪调度方案的效果,生成合理的调度方案并支撑方案的执行全过程。
系统一是将预报成果同步到数字流域,动态模拟“降雨-产流-汇流-演进”等链条在物理流域的涉水情势,便于用户提前安排水工程调水及流域洪水防御,尽早识别风险;二是基于“模拟先行,调度在后”的策略,虚拟呈现不同降雨情景、不同调度控制条件下的水库泄洪过程、下游洪水影响情况,对比调度影响和效果,智能化选择最优调度方案。
在应用实践过程中,两河四库的洪峰和洪量误差均在20%以下、峰现时间误差均在3h以内,洪水预报精度满足水情预报规范,有效地为防洪决策提供了科学支撑。
河南安阳防汛抗旱项目构建分布式水文预报模型,流域联合调度模型,以及水工程风险分析模型,计算模拟各重要断面洪水过程,输出水工程群调度方案。
系统一是接入短时降雨数值预报产品,有效模拟了汤永河、安阳河流域预报洪水,智能识别出流域整体防洪形势;二是结合流域水工程群联合调度业务需要,兼顾蓄水与防洪、供水、生态等方面的需求,统筹上下游、干支流,生成了流域水工程群联合调度方案,合理安排每座水库的“拦、蓄、分、排”运用时机,科学实现“主要堤防不决口,大中型水库不垮坝”等防洪目标。
在实践过程中,洪水预报预见期延长至3天,预报预警的协同应用提高了防汛部门洪水风险的识别和预防能力,缩短了防汛应急的响应时间。复盘的2016年和2021年两场极端典型雨洪场景生成的预报调度方案、重要断面调洪过程及滞洪区启用情况与实际拟合度高,生成的调度方案可为防洪决策提供科学依据。
前瞻、及时、精准的雨水情监测预报信息,是打赢现代防汛战的首要环节和重要条件。大禹慧图科技将持续加强模型技术研发,不断提高预报预警能力,拓展“三道防线”的延展性,延长预报模型预见期,提高精准度,助力提升防洪数字化、网络化、智能化水平,为做好水旱灾害防御调度等提供更为精准有效的技术支撑!
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