水利"四预"可视化数字孪生平台
建设具有预报、预警、预演、预案功能的数字孪生流域可视化平台
项目摘要
按水利部数字孪生流域建设要求,为某市水利局建设的"四预"可视化平台:三级数据底板支撑,水文水动力模型驱动,实现预报精准化、预警超前化、预演数字化、预案科学化。
项目背景
按照水利部《数字孪生流域建设技术大纲(试行)》的要求,智慧水利建设需要构建具有"四预"(预报、预警、预演、预案)功能的数字孪生流域,以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动,对物理流域全要素和水利治理管理全过程进行数字化映射、智能化模拟。
某市水利局原有业务系统各自独立、数据分散,雨水情监测、洪水预报、调度决策缺乏统一平台支撑,难以满足防汛指挥"预报精准化、预警超前化、预演数字化、预案科学化"的实战要求,亟需建设一体化的数字孪生可视化平台。
"四预"核心功能
预报·预警·预演·预案的完整业务闭环
预报
汇聚雨水情监测数据,水文模型滚动预报降雨与洪水过程,实现预报精准化
预警
水位、流量等指标阈值自动研判,分级预警并推送到责任人与大屏,实现预警超前化
预演
水动力模型驱动洪水演进模拟,调度方案数字化推演与比选,实现预演数字化
预案
预案库与调度规则知识化,推演结果直接关联应急响应与调度预案,实现预案科学化
平台架构
平台遵循数字孪生流域总体架构,由数据底板、模型平台、知识平台与业务应用四部分组成:数据底板按 L1(全域中精度)、L2(重点区域高精度)、L3(工程实体精细化)三级建设,统一汇聚水利基础数据、动态监测数据与地理空间数据;模型平台集成水文预报模型、水动力仿真模型、智能识别模型与可视化模型;知识平台沉淀调度规则、历史场景与预案知识,共同支撑"2+N"业务应用体系运行。
三级数据底板
分级建设、统一服务
| 层级 | 覆盖范围 | 精度与内容 | 典型数据源 |
|---|---|---|---|
| L1 | 全域流域 | 中精度地形与下垫面 | 卫星遥感、基础地理数据 |
| L2 | 重点防洪区域 | 高精度地形地貌与工程BIM | 无人机航测、BIM建模 |
| L3 | 关键工程实体 | 精细化工程结构与设施 | BIM模型、工程图纸、IoT |
可视化应用场景
一屏统管的防汛指挥驾驶舱
防汛驾驶舱
雨水情、工情、险情全要素一张图,态势总览与指挥调度入口
洪水演进可视化
淹没范围、水深与到达时间动态呈现,支撑风险研判
调度方案预演
闸坝泵联合调度多方案推演对比,量化比选最优方案
监测预警推送
超阈值自动告警,预警信息分级推送至责任人
建设成效
常见问题
什么是水利"四预"?
"四预"指预报、预警、预演、预案,是水利部对智慧水利建设的明确要求——预报精准化、预警超前化、预演数字化、预案科学化,通过数字孪生流域平台实现四者业务闭环。
什么是数字孪生流域的数据底板?
数据底板是"四预"功能的数据支撑,按 L1(全域中精度)、L2(重点区域高精度)、L3(工程实体精细化)三级建设,汇聚水利基础数据、动态监测数据与地理空间数据,统一提供服务。
预演功能如何实现?
基于水动力仿真模型构建洪水演进模拟,将调度方案输入模型进行数字化推演,多方案对比淹没范围、水位与流量过程,为防汛调度决策提供量化依据。
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