編者按：智慧水利建設(shè)是新時代水利高質(zhì)量發(fā)展的重要實施路徑和顯著標(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。我院承建的全國首批數(shù)字孿生流域先行先試試點(diǎn)項目“數(shù)字孿生周公宅-皎口梯級水庫”于去年年底完工驗收，現(xiàn)已成為展示數(shù)字孿生水利建設(shè)的“浙江經(jīng)驗”的優(yōu)秀樣板。

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

        周公宅、皎口水庫是位于寧波市甬江流域鄞江上游的串聯(lián)水庫，地處寧波市歷年暴雨中心四明山區(qū)，洪水預(yù)報調(diào)度難度大。如何進(jìn)行兩座水庫聯(lián)合錯峰調(diào)度、最大化發(fā)揮水庫的攔洪能力，一直是水利部門面臨的重點(diǎn)和難點(diǎn)。2022年5月起，寧波市啟動數(shù)字孿生周公宅-皎口梯級水庫項目，聚焦信息基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字孿生平臺、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)打造為水庫的“調(diào)度專家”“安全醫(yī)生”與“運(yùn)行管家”，全面升級與優(yōu)化水庫運(yùn)行管理水平。

“調(diào)度專家”賦能水庫防汛調(diào)度

       數(shù)字孿生周公宅-皎口梯級水庫系統(tǒng)以防汛防臺實際需求為導(dǎo)向，建設(shè)鄞江流域產(chǎn)匯流模型、梯級水庫聯(lián)合調(diào)度模型和水庫下游一二維耦合水動力模型，實現(xiàn)流域上下游基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、預(yù)報數(shù)據(jù)等全要素信息的同步和共享。

       相較于單個水庫工程，梯級水庫數(shù)字孿生系統(tǒng)建設(shè)不僅需要考慮每座水庫的運(yùn)行和管理，更要深入考慮梯級間的水流調(diào)度、相互影響以及聯(lián)合防洪、發(fā)電等協(xié)同管理。圍繞兩座水庫本身的安全和聯(lián)合調(diào)度，數(shù)字孿生周公宅-皎口梯級水庫系統(tǒng)給出了重塑洪水預(yù)報工作業(yè)務(wù)流程、搭建梯級水庫聯(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)報方面，將傳統(tǒng)的各水庫獨(dú)立預(yù)報的流程進(jìn)行重塑，實現(xiàn)兩座水庫工作人員在同一平臺上協(xié)同操作、實時計算與快速分析，聯(lián)合預(yù)報調(diào)度方案的制定時間從原先的10分鐘縮減至目前的1-2分鐘，顯著提升了洪水預(yù)報效率。在水庫聯(lián)合調(diào)度、工程信息共享方面，在系統(tǒng)設(shè)計之初就搭建梯級水庫聯(lián)合調(diào)度模型，開放工程數(shù)據(jù)共享權(quán)限，實現(xiàn)兩座水庫在孿生世界的“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，更能在復(fù)雜多變的洪水條件下為水庫防汛決策提供有力支撐。