大禹慧图科技潺水模型平台,助力水利“三道防线”建设——科技创新成果系列展示(三)

文摘   2024-08-16 10:37   北京  


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”



加快构建“三道防线”是打赢现代防汛战的必由之路。在现代防汛战场中,大禹慧图科技整合高校和科研院所研究成果,在高效、准确获取监测数据的基础上,拓展每一道防线的预测预报功能,搭建“慧图潺水”模型平台。在应用过程中持续修正和率定模型参数,完善监测预报系统平台,提供更加及时可靠的数据支撑,为科学调度洪水提供决策依据、赢得宝贵时间。


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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大禹慧图科技数字孪生技术,为水利业务管理装上“智慧大脑”——科技创新成果系列展示(二)

大禹慧图科技云平台,以核心自研技术赋能水利事业新发展——科技创新成果系列展示(一)

数字灌区丨水利部部长李国英调研指导宁夏利通区现代化灌区建设

“科技 ”助跑 “智”水有方丨大禹慧图科技亮相第十四届防汛抗旱信息化论坛并作专题报告

央视再报道 | 焦点访谈报道大禹慧图科技开发的数字孪生疏勒河



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