? ? ? ? ?隆冬時(shí)節(jié)，沂沭泗河防汛調(diào)度設(shè)施會(huì)商室內(nèi)，打開數(shù)字孿生南四湖二級(jí)壩平臺(tái)，大屏幕上水閘、湖面、入湖河流與流域盡收眼底，水位、流量、閘門運(yùn)行狀態(tài)一覽無余，隨著鼠標(biāo)的點(diǎn)擊，你還可以進(jìn)入閘室內(nèi)部漫游行走……

? ? ? ?“我們?cè)噲D把二級(jí)壩‘裝進(jìn)’計(jì)算機(jī)，打造一個(gè)與實(shí)際二級(jí)壩一樣的‘?dāng)?shù)字孿生二級(jí)壩’，對(duì)現(xiàn)實(shí)中的南四湖二級(jí)壩工程防洪調(diào)度、水文預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、運(yùn)行管理等活動(dòng)進(jìn)行數(shù)字映射、智能模擬、前瞻預(yù)演，同步仿真運(yùn)行、虛實(shí)交互、迭代優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)工程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化調(diào)度。”淮委沂沭泗局副總工程師王從明如是說。

01

先行先試

穩(wěn)步推進(jìn)工程建設(shè)

? ? ? ?建設(shè)數(shù)字孿生流域是推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑之一，也是強(qiáng)化流域治理管理的必然要求。作為水利部11個(gè)試點(diǎn)建設(shè)工程之一，沂沭泗局高度重視數(shù)字孿生南四湖二級(jí)壩工程建設(shè)，按照水利部、淮委部署，自籌資金先期開展試點(diǎn)建設(shè)，全力推進(jìn)各項(xiàng)工作開展。成立了領(lǐng)導(dǎo)小組和工作專班，多次召開專題會(huì)議，就試點(diǎn)工程建設(shè)主要目標(biāo)與任務(wù)、核心需求與應(yīng)用、關(guān)鍵技術(shù)路徑與方法、重要成果形成與控制、推進(jìn)技術(shù)力量協(xié)作與協(xié)同等重點(diǎn)環(huán)節(jié)、重點(diǎn)事項(xiàng)進(jìn)行研究部署。2021年10月下旬啟動(dòng)實(shí)施方案編制，2021年底完成實(shí)施方案，2022年2月開工建設(shè)。7月底形成階段性成果后，一方面投入試用；另一方面組織領(lǐng)域內(nèi)高水平專家咨詢，并根據(jù)專家意見系統(tǒng)性改進(jìn)、完善與提高。目前，先期試點(diǎn)建設(shè)工作基本完成。

? ? ? ? ?國(guó)家“十四五”規(guī)劃綱要提出，“構(gòu)建智慧水利體系，以流域?yàn)閱卧嵘闇y(cè)報(bào)和智能調(diào)度能力”，南四湖二級(jí)壩水利樞紐作為連接南四湖上下級(jí)湖的控制性工程，包含節(jié)制閘、溢流壩、攔湖土壩、泵站、船閘等多類水利工程，具有蓄水灌溉、防洪排澇、南水北調(diào)、水陸交通等多種功能，具有較強(qiáng)的代表性。

? ? ? ? ?在建設(shè)過程中，沂沭泗局秉承需求牽引原則，在資金有限的前提下，試點(diǎn)建設(shè)突出二級(jí)壩工程的重點(diǎn)功能與主要應(yīng)用“1+1”——流域防洪和工程運(yùn)行管理，同時(shí)把范圍從二級(jí)壩向外擴(kuò)展到整個(gè)湖區(qū)、53條入湖河流及整個(gè)南四湖流域，重點(diǎn)建設(shè)了感知體系、數(shù)字孿生平臺(tái)和“四預(yù)”功能的業(yè)務(wù)應(yīng)用體系，旨在全面提升水旱災(zāi)害防御能力和水閘工程管理能力，并實(shí)現(xiàn)二級(jí)壩智能化運(yùn)維管理，滿足南四湖防洪調(diào)度、運(yùn)行管理等需求。

02

數(shù)字賦能

為科學(xué)調(diào)度安裝“最強(qiáng)大腦”

? ? ? ? 南四湖是淺源性湖泊，地跨蘇魯兩省，承接53條河流來水。二級(jí)壩水利樞紐橫跨南四湖湖腰，全長(zhǎng)7360米，將南四湖分為上下兩級(jí)湖，是分泄上級(jí)湖洪水入下級(jí)湖的控制性樞紐工程，它是南四湖防洪調(diào)度的重要組成部分，守護(hù)著南四湖地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，也作為湖區(qū)兩岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展的交通“大動(dòng)脈”，保障兩岸交通物流暢通，助力地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

? ? ? ?基于南四湖二級(jí)壩特殊的地理人文環(huán)境，數(shù)字孿生南四湖二級(jí)壩工程充分考慮下墊面各種情況，匯聚基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)和地理空間數(shù)據(jù)等五類數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建了不同級(jí)別的數(shù)據(jù)底板，針對(duì)南四湖湖西平原水面、水田、旱地、城區(qū)產(chǎn)匯流特點(diǎn)，研發(fā)出了四種下墊面的產(chǎn)匯流模型，為南四湖防洪調(diào)度和水資源優(yōu)化配置提供智能支撐。

? ? ? ? “南四湖作為南水北調(diào)東線重要的調(diào)蓄湖泊，不僅肩負(fù)著每年的調(diào)水任務(wù)，今年4月還通過北延應(yīng)急供水，調(diào)用上級(jí)湖6641萬立方米水量，助力京杭大運(yùn)河首次全線貫通。數(shù)字孿生二級(jí)壩工程的建成，將進(jìn)一步提升信息化管理能力，為調(diào)水決策提供精確支撐?！蹦纤暮钟嘘P(guān)負(fù)責(zé)人說到。

? ? ? ? 面向防洪“四預(yù)”需求，數(shù)字孿生南四湖二級(jí)壩工程以水利專業(yè)模型和知識(shí)平臺(tái)為支撐，構(gòu)建了具有“四預(yù)”功能的防洪調(diào)度應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)防洪“四預(yù)”過程在數(shù)字場(chǎng)景中的動(dòng)態(tài)交互和仿真模擬，進(jìn)行防洪事前預(yù)報(bào)、事中處置、事后評(píng)估管理。

? ? ? ?針對(duì)二級(jí)壩泄流變化成因多元復(fù)雜的調(diào)度難題，創(chuàng)造性研發(fā)了二級(jí)壩閘泄量糾偏技術(shù)和南四湖防洪調(diào)度技術(shù)，針對(duì)二級(jí)壩泄洪過程中泄量出現(xiàn)誤差無法及時(shí)預(yù)警的問題，以實(shí)時(shí)的上下游水位、閘門開度和泄流曲線為基礎(chǔ)，通過知識(shí)推理引擎智能推薦專家經(jīng)驗(yàn)庫中相似場(chǎng)景下的泄量值，精確判定二級(jí)壩上下游水位-水閘泄量-閘門開度關(guān)系，為二級(jí)壩水閘精細(xì)化調(diào)度提供技術(shù)支撐。

03

創(chuàng)新攻關(guān)

梳理總結(jié)關(guān)鍵技術(shù)成果經(jīng)驗(yàn)

? ? ? ?作為先行先試項(xiàng)目，創(chuàng)新性工作量大，疑難問題較多。數(shù)字孿生南四湖二級(jí)壩工程在實(shí)施過程中，注重技術(shù)創(chuàng)新，提煉關(guān)鍵技術(shù)和亮點(diǎn)，為后續(xù)項(xiàng)目提供了經(jīng)驗(yàn)樣本和技術(shù)模板。

? ? ? ? 項(xiàng)目形成的“基于‘四預(yù)’的南四湖洪水精準(zhǔn)管控過程模擬”“融合多源數(shù)據(jù)的二級(jí)壩沉浸式水閘仿真”“基于知識(shí)驅(qū)動(dòng)的二級(jí)壩泄量精準(zhǔn)識(shí)別與閘門開度智能化推送”等成果在流域防洪調(diào)度和水閘運(yùn)行管理等方面具有較大的推廣價(jià)值。作為典型的數(shù)字孿生工程項(xiàng)目，該成果還結(jié)合二級(jí)壩運(yùn)行管理實(shí)際，構(gòu)建了水閘綜合管理應(yīng)用，開發(fā)水閘調(diào)度仿真、泄量糾偏、日常運(yùn)行管理及安全監(jiān)測(cè)預(yù)警等功能，來支撐二級(jí)壩智能化管理，切實(shí)提高工作效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，為治水管水提供現(xiàn)代化手段。

? ? ? ? “數(shù)字孿生南四湖二級(jí)壩工程（試點(diǎn)）只是數(shù)字孿生流域建設(shè)的一個(gè)序曲，剛剛起步，但也為后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)起到了引領(lǐng)示范作用?！币抒疸艟址止茇?fù)責(zé)人說，“數(shù)字孿生建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，我們將根據(jù)“1+3+N”數(shù)字孿生沂沭泗河建設(shè)方案體系強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)與統(tǒng)籌謀劃，本著以工程建設(shè)帶動(dòng)數(shù)字孿生建設(shè)的思路，緊抓沂沭泗河洪水東調(diào)南下提標(biāo)、病險(xiǎn)閘除險(xiǎn)加固、水文水資源能力提升等工程建設(shè)機(jī)遇，全面加快數(shù)字孿生建設(shè)進(jìn)程，確保在“十四五”取得階段性成果?！?/p>

? ? ? ? ?下一步，沂沭泗局將進(jìn)一步提高政治站位，不斷加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，堅(jiān)持把數(shù)字孿生流域建設(shè)作為貫徹落實(shí)黨的二十大精神、推進(jìn)水利現(xiàn)代化建設(shè)的重要舉措抓實(shí)抓好，推動(dòng)數(shù)字孿生流域建設(shè)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)，為沂沭泗水利事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展添磚助力。

文章來源于:沂沭泗水利