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水网智慧化调度全国标杆,如何炼成?

2026-05-07 来源: 第三方 浏览量:8

  在2026数字中国创新大赛·信创赛道全国总决赛中,浙江省水利厅和浙江省钱塘江流域中心报送的“全链自主可控的数字孪生浙东区域水网”项目荣获三等奖,成为浙江省唯一获得决赛奖项的项目。数字孪生浙东区域水网是什么?它有哪些关键核心技术和功能?一起关注~
 
  一 给浙东区域水网装上“神经末梢”
 
  浙东引水工程是习近平总书记亲自部署、亲自推动的重大水资源配置工程,也是我省有史以来跨流域跨区域最多、引调水线路最长、投资规模最大的工程。2021年全线贯通,多年平均引水量8.9亿立方米,惠及浙东地区18个县(市、区)1750多万人口。
 
  数字孪生浙东区域水网是2023年水利部首批数字孪生水网建设先行先试项目,以物理水网为基础,运用数字孪生技术全栈国产化开发,通过构建一系列水利专业模型,实现了对浙东区域开放式复杂平原河网的精准映射与科学调度。
 
  在物理空间,多波束、倾斜摄影等技术完成了对浙东引水工程73平方公里水下及两岸地形的采集,2103处感知点位实时监测水位、水质、流速、流量、墒情等关键数据,相当于给浙东区域水网装上“神经末梢”,实时汇集第一手数据。
 
  在虚拟空间,16个国产水网专业模型、4大核心关键技术协同发力,织起一张覆盖6000平方公里、串联7000多条平原河道的智慧区域水网。通过平台驾驶舱,萧山枢纽等4大取水口引水条件实时可见,15个河区的生活、农业、工业、生态取水动态尽在掌握,各河区的水位、可调蓄水量、保供天数、纳蓄能力一屏统览。
 
  更关键的是,通过数字化手段,数字孪生浙东区域水网实现了“虚实结合”。系统通过遥感、北斗、测雨雷达、无人机监测的水雨情数据深度融合,共享工业用水、生态环境等跨部门信息,为实现具有预测、预报、预警、预案功能的系统打下了坚实基础。
 
  二 从“经验研判”向“智能调度”
 
  数字孪生浙东区域水网立足供水、排涝、航运、生态四大核心使命,谋划覆盖日常、干旱、洪涝、生态、工程应急、突发水污染处置等六大应用场景的调度格局,实现不同场景下调度方案的快速生成、比选与优化,服务保障300万亩农田灌溉、547个工业取水口取水、舟山大陆引水和10个应急取水口的生活取水,兼顾水环境改善、运河通航等重大民生保障场景。
 
  不同于单一水库或封闭管道,平原河网“牵一发而动全身”。系统最核心的突破,就是立足河网密布、河道纵横、水文条件复杂的实际,研发了复杂河网地区的水资源调度耦合模型系统,将河网水系进行系统概化,把人工闸泵调控规则化、算法化,构建了从“降雨预报-汇流预报-供水预测-需水预测-水量平衡-水资源调配-输水过程模拟-调度方案生成”的全链条模型链。
 
  系统每天上午定时自动计算“当前调度方案”“控运方案”“不引水方案”三种情况下未来7天的水网状态,为当日调度决策提供研判依据。一旦某河区缺水,系统会启动“正向-逆向-正向”推演,即先正向模拟缺水影响,再逆向反算补水量,最后正向生成具体闸泵操作指令,从而对调度方案进行及时调整。
 
  这一功能在抗旱保供、农业灌溉、防洪防台等方面大显身手:
 
  2023年11月浙东旱情期间,系统预判汤浦水库仅剩10天供水量并提前预警,通过多方案预演优选萧山枢纽以50m³/s流量引水、多工程联合调度,1天左右恢复绍兴水网至4m高水位,连续科学调度98天,从河道引取生活用水1.06亿m³,有力保障了沿线生活、生产、生态用水,满足了百姓春节用水需求。
 
  2024年8月,受长期高温少雨影响,余姚10万亩农田的灌溉遭遇困境。系统通过多方案比选,敲定“南北均衡引水方案”,成功保障了晚稻秧苗及玉米等农作物的灌溉需求,守住了农业生产底线。
 
  2025年7月台风“竹节草”防御工作中,系统依托精准潮位预报技术提前6天作出停引决策,结合降雨预测提前3天给出预泄建议,最终实现浙东区域平均纳蓄降雨能力超200mm,有效减轻了姚江流域的防台压力,筑牢了防汛安全防线。
 
  除“开放式复杂平原河网的水资源调度耦合模型”外,项目还有其他三项关键技术,一起来看看!
 
  01 强潮河口引水条件预报技术
 
  河口潮位与含氯度是浙东引水头部工程萧山枢纽的重要引水指标,预报难度巨大。针对钱塘江强涌潮、高含沙量、河床剧烈变形的独特复杂性,项目构建了钱塘江河口区域含氯度(咸潮)预报模型,模拟盐水入侵过程,实现贴合实际的中长期含氯度预报;同时构建了基于深度学习的潮位预报模型,将预报时间窗延长至7天,并在长预见期内保持较高精度。潮位与含氯两大关键要素预报同步提升,为沿江取水口提供关键决策依据。
 
  02 平原河网水质预演技术
 
  项目构建了覆盖浙东河网的精细化一维水质模型,可对突发水污染场景下的污染物扩散进行预报。它结合异步计算与渲染技术,可实时、流畅地将复杂的污染物扩散过程进行动态可视化演示。基于模拟结果,系统自动分析并智能生成拦截位置,为决策者提供用户可灵活配置调度方案,实现污染事件从被动应对到主动预演的转变。
 
  03 水网枢纽工程健康状态评估模型技术
 
  水网枢纽工程健康状态评估模型技术,推动枢纽工程从“事后维修”向“预见性维护”转变。以浙东引水萧山枢纽为例,其依托该模型布设了549个测点,在实时采集数据的基础上,融合机组、金结等多维度算法得出健康评分,可对未来1-7天的机组健康趋势进行研判,提前发现隐患。
 
  三 日常管理调度闭环
 
  浙东区域水网以数字化打破传统管理瓶颈,不仅将用水统计、效益分析等日常业务进行了规范化整合,还将调度执行的每一个环节都纳入闭环管控。
 
  调度方案确定后,多部门可在线开展会商且全程留痕;会商达成一致,系统一键生成带电子签章的调度令直达一线;指令下达后,实时监测闸站运行数据,一旦出现偏差超标,系统自动报警。“方案-会商-指令-执行-反馈”的全流程数字化让治水指令落地有声、全程可溯。
 
  更值得一提的是,借助系统的帮助,核心枢纽工程的应急能力得到了显著提升。在应急演练方面,依托数字孪生平台和省地联动机制,演练模式实现了实战化创新,可在“调度会商-确定方案-执行检查-查看效果”的标准流程下进行多种方案的模拟与闭环验证,切实锤炼了应急本领。同时,系统搭建的一体化应急模块能够精准应对极端干旱、突发水污染等各类紧急状况,稳稳筑牢了应急防线,有效提升了抵御风险的能力。
 
  “全链自主可控的数字孪生浙东区域水网”项目孕育了丰硕的理论与技术创新成果:斩获8项新型专利、12项软件著作权,发表5篇专业论文,并制定了3项标准规范。项目全面实现了供水、水质与工程安全的预报、预警、预演、预案“四预”核心功能,成功为全国闸泵站的智慧化管理提供了可复制的实践范式。这不仅为水网的智慧调度探索出了一条清晰的工作路径,更为全国水网建设贡献了宝贵的国产化模型系统范本。
 
  来源:厅数改办,厅科技处,省钱塘江流域中心
 
  原标题:水网智慧化调度全国标杆,如何炼成?
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