数字孪生黄河:兰州 包头 吴堡 潼关 花园口 泺口6个河段数字孪生平台建设完成

科技   2024-11-23 08:30   浙江  

参数君导读:黄河兰州、包头、吴堡、潼关、花园口、泺口6个河段的数字孪生平台建设完成,标志着黄河水文建设进入新阶段。黄委水文局将数字孪生水文建设作为高质量发展的重要任务,通过整合测报业务系统和优化专业模型,实现了水文数据的实时映射和实景克隆精度提升,为水文预报、洪水预警等提供技术支持。平台还实现了水文业务自动化、智能化,以及洪水智能化模拟和滩区淹没风险评估,为防洪减灾提供科学依据。未来,该技术将推广至更多水文站,实现数字水文测区。作者王芬旗

数字孪生

首先,让我们从什么是数字孪生开始说起。

数字孪生,这个概念听起来颇具科幻色彩,其实它是一种虚拟映射技术,通过数字化手段,创建一个与现实世界中的实体对象完全对应的虚拟模型。这个模型可以实时反映实体对象的状态和行为,用于监控、预测和优化实体对象的性能。简而言之,数字孪生就像是现实世界在数字世界中的一个“双胞胎”。

数字孪生流域

那么,数字孪生流域又是什么呢?它是指将数字孪生技术应用于流域管理中,通过构建流域的数字孪生模型,实现对流域内水文、水质、水生态等要素的实时监控和模拟,以便于更好地进行水资源管理和防洪减灾工作。

而数字孪生黄河,就是将这一概念具体应用到我们的母亲河——黄河上。早在2001年,黄委就提出建设“三条黄河”,即“原型黄河”“模型黄河”和“数字黄河”,其中“数字黄河”的建设目标是借助现代化手段,对黄河流域及相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境,“数字孪生黄河”正是“数字黄河”的延续和发展。通过构建黄河的数字孪生模型,我们可以对黄河的水文情况进行实时的监控和预测,为黄河的治理和保护提供强有力的科技支撑。

近日,黄河兰州、包头、吴堡、潼关、花园口、泺口6个河段的数字孪生平台建设已经顺利完成,这标志着数字孪生水文建设迈向了新的征程。黄委水文局一直将数字孪生水文建设作为推动黄河水文高质量发展的重要任务,他们注重统筹规划,开展顶层设计,有序分步实施,让水文数据“跑起来”“活起来”。

花园口水位流量过程线,2021年8月下旬到10月初黄河中下游发生了新中国成立以来最严重的秋汛。

经过一年的潜心研究和思考,黄河水文数字孪生平台得到了进一步的优化升级。通过整合和优化测报业务系统、专业模型,实现了水文在线监测数据的实时映射,提升了实景克隆的精度,为水文预报、洪水预警、防汛决策等提供了更强大的技术支撑。

水文业务全流程数字化转型。近年来,兰州水文站按照全要素、全自动、全量程的要求,以黄河上游全测区全要素在线监测为目的,相继配备固定RG-30雷达流量计、光电测沙仪等先进仪器设备,开展大量比测试验并逐步投产应用,成功实现了水位、流量、泥沙、降水等水文全要素在线监测。今年年初以来,黄委上游水文水资源局依托先进的水上、水下测绘和数字模拟、处理等技术,成功搭建黄河兰州河段数字孪生平台,实现了防汛、水资源管理调度智能化展现。

洪水智能化模拟,平台能够根据实时水情制作仿真河段,并结合水文预报结果进行断面二维和测验河段三维动态模拟推演,分析水位和过水区域变化过程,智能适配测验方案,模拟测验过程,规避安全生产风险,实现单站防洪“四预”功能

滩区淹没风险评估模型,来自《黄河下游花园口至艾山河段滩区洪水漫滩风险度评估研究

目前,黄委水文局已经形成了黄河上中下游不同水文站数字孪生建设的样板,下一步将推广到干流河曲、艾山,支流丁家沟等水文站,实现数字水文测区。这不仅是对黄河水文管理的一次革命,也是对整个流域管理方式的一次重大创新。通过数字孪生技术,我们能够更好地理解和保护我们的母亲河,让黄河的水更清,让黄河的生态更健康。(图片源自网络)

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