蔡一堅(jiān)，楊敏芝，孔 旭，張爵宏，范振東，陳 瀟，王 棟，楊德全

（1.中國電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2.臺(tái)州市水利局，浙江 臺(tái)州 318000；3.臺(tái)州市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，浙江 臺(tái)州 318000）

0 引 言

數(shù)字孿生流域是智慧水利的核心與關(guān)鍵，通過數(shù)字孿生流域的建設(shè)，對(duì)物理流域全要素和水利治理管理活動(dòng)全過程進(jìn)行模擬仿真與前瞻預(yù)演，實(shí)現(xiàn)與物理流域同步仿真運(yùn)行、虛實(shí)交互、迭代優(yōu)化，支撐“四預(yù)”功能實(shí)現(xiàn)和“2+N”項(xiàng)智能應(yīng)用運(yùn)行，提升水利決策與管理的科學(xué)化、精準(zhǔn)化、高效化能力和水平，為新階段水利高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐和強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)[1-5]。

當(dāng)前仍處于數(shù)字孿生流域建設(shè)的探索階段。在理論層面，我國學(xué)者提出了數(shù)字孿生流域科學(xué)框架，明確了概念定義、內(nèi)涵特征、基本模型、核心能力、關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向，用于指導(dǎo)數(shù)字孿生流域未來發(fā)展和建設(shè)[6-7]；在關(guān)鍵技術(shù)層面，目前研究成果集中在流域防洪方面，探索數(shù)據(jù)底板、算法模型、算力、平臺(tái)服務(wù)等建設(shè)技術(shù)[8-12]。如何進(jìn)一步細(xì)化與完善數(shù)字孿生流域建設(shè)的具體實(shí)施方式與技術(shù)手段仍需進(jìn)行大量研究探討，結(jié)合不同流域的業(yè)務(wù)應(yīng)用特色要求，推動(dòng)數(shù)字孿生流域良性發(fā)展[13-14]。

對(duì)標(biāo)水利部數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱要求，當(dāng)前臺(tái)州市水利業(yè)務(wù)離實(shí)現(xiàn)“四預(yù)”仍有較大差距。其中，流域防洪方面，椒江流域汛期常遭遇風(fēng)、暴、洪、潮三碰頭、四碰頭的場(chǎng)景，防洪減災(zāi)工作多是通過電話、微信、傳真等方式開展，洪水預(yù)報(bào)預(yù)警工作多聚焦于重要站點(diǎn)水位、水庫水位流量預(yù)警，以及二維洪水風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等，對(duì)于城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)研判而言，二維風(fēng)險(xiǎn)圖的表現(xiàn)形式精度較低，且不夠直觀，往往難以輔助決策者做出更具針對(duì)性的決策[15-17]；此外，在防洪減災(zāi)工作中，部門之間數(shù)據(jù)信息無法及時(shí)共享，一定程度上影響了防汛減災(zāi)的工作效率[18-21]。通過2022 年椒江流域洪水預(yù)報(bào)調(diào)度一體化平臺(tái)建設(shè)，流域范圍內(nèi)的洪水預(yù)報(bào)調(diào)度水平有較大提升，但該平臺(tái)更多在于提升整個(gè)流域洪水預(yù)報(bào)調(diào)度算法的精度和預(yù)見期，而針對(duì)模擬結(jié)果數(shù)據(jù)與BIM、GIS、傾斜攝影等數(shù)據(jù)的融合，計(jì)算結(jié)果在高精度數(shù)字孿生底座上的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、高效的可視化渲染方面未有涉及[22]。

水資源管理與調(diào)配方面，長(zhǎng)潭水庫作為臺(tái)州市最大的供水水源地，其水量預(yù)報(bào)工作多聚焦于短期，在中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)方面的成果不足，對(duì)下游城鎮(zhèn)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)等供水仍采用傳統(tǒng)手段來進(jìn)行推算，缺乏對(duì)各供水對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)，難以支撐水庫水量的精細(xì)化動(dòng)態(tài)管控；在遭遇旱情時(shí)，現(xiàn)有預(yù)警、預(yù)案響應(yīng)大多依據(jù)水雨情實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來發(fā)布和實(shí)施，在時(shí)間上有一定的滯后，在一定程度上降低了預(yù)案響應(yīng)的時(shí)效性，增加了抗旱保供的工作難度。

水利工程運(yùn)行管理方面，臺(tái)州市工程運(yùn)管單位日常使用的標(biāo)準(zhǔn)化管理平臺(tái)、省水利工程運(yùn)管平臺(tái)功能較為單一，仍局限于數(shù)據(jù)的采集、查看、展示以及簡(jiǎn)單的業(yè)務(wù)操作上；針對(duì)部分重點(diǎn)水利工程完善了工程安全監(jiān)測(cè)體系，運(yùn)用仿真模擬手段打造了安全研判分析場(chǎng)景，初步實(shí)現(xiàn)工程安全預(yù)報(bào)、預(yù)警、閉環(huán)處置等功能，但在智能化分析應(yīng)用模型、智能預(yù)報(bào)預(yù)警、分析決策等方面仍較為空缺，無法有效支撐管理人員在工程安全研判和工程調(diào)度方面實(shí)現(xiàn)“四預(yù)”目標(biāo)。

因此，迫切需要建設(shè)數(shù)字孿生椒江“四預(yù)”平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)流域洪潮防御、水資源管理與調(diào)配、水利工程運(yùn)行管理“2+1”項(xiàng)業(yè)務(wù)一體化綜合研判管控。通過本次數(shù)字孿生流域與數(shù)字孿生水利工程的聯(lián)合實(shí)踐，可為沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，汛期受臺(tái)風(fēng)影響洪潮澇災(zāi)害頻發(fā)、非汛期水資源供需矛盾突出的區(qū)域，提供可復(fù)制可推廣的“椒江”經(jīng)驗(yàn)。

1 研究區(qū)域概況

椒江流域地處浙江中部沿海，流域面積6 603 km2，為浙江省第三大流域，是獨(dú)流入海的受洪潮澇多重影響的典型流域，北接新昌縣、磐安縣境，西鄰縉云縣境，南接金清港流域，東瀕東海。主要包括臺(tái)州市的仙居縣、天臺(tái)縣、臨海市、椒江區(qū)、黃巖區(qū)，源頭區(qū)涉及紹興市新昌縣、金華市磐安縣、麗水市縉云縣、溫州市永嘉縣等。汛期，登陸浙江的臺(tái)風(fēng)有40%以上在臺(tái)州市登陸，洪潮澇災(zāi)害頻發(fā)，尤其是大田平原，常在潮汛期遭遇“天仙配、大田匯”洪水影響，引發(fā)城市嚴(yán)重內(nèi)澇；在非汛期，旱澇急轉(zhuǎn)，水資源供需矛盾突出[22]。

椒江流域水利工程眾多，共有水庫347 座、海塘137 條、堤防245 座、水閘572 座、泵站7 座，統(tǒng)一調(diào)度難度很大。大中型水庫共有16 座，其中，朱溪水庫工程是國家172 項(xiàng)重大節(jié)水供水項(xiàng)目之一、浙江省“五水共治”十大樞紐工程之一、臺(tái)州市北水南調(diào)一期工程，是目前臺(tái)州市在建的最大水利樞紐。朱溪水庫投運(yùn)后向長(zhǎng)潭水庫供水，長(zhǎng)潭水庫下游接永寧江，永寧江匯入椒江干流，永寧江與椒江交匯處設(shè)永寧江大閘，作為省“百項(xiàng)千億”防洪排澇工程、椒江流域2 座大型水閘之一，是永寧江水系主要排澇出口，發(fā)揮了防洪排澇、御咸蓄淡等重要作用。

2 總體架構(gòu)和功能設(shè)計(jì)

2.1 總體框架

充分融合衛(wèi)星遙感、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)，以“天空地水一體化”感知體系為基礎(chǔ)，以算據(jù)、算法、算力為支撐，實(shí)現(xiàn)“數(shù)字孿生場(chǎng)景化應(yīng)用、預(yù)報(bào)調(diào)度一體化模擬、四預(yù)過程智能化決策”[23]，建設(shè)數(shù)字孿生椒江流域和“2+1”項(xiàng)智能業(yè)務(wù)應(yīng)用，形成數(shù)字孿生椒江“四預(yù)”平臺(tái)的總體框架，見圖1。

圖1 數(shù)字孿生椒江總體架構(gòu)圖

系統(tǒng)主體架構(gòu)采用B/S 架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足國產(chǎn)化適配需求。總體架構(gòu)包括業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)字孿生平臺(tái)、信息化基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)安全體系和保障體系等內(nèi)容。

1）業(yè)務(wù)應(yīng)用?；谂_(tái)州市當(dāng)?shù)貙?shí)際情況和水利部《數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱》要求，打造流域洪潮防御、水資源管理與調(diào)配、水利工程運(yùn)行管理3 大智能業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2）數(shù)字孿生平臺(tái)。數(shù)據(jù)底板方面，綜合利用傾斜攝影、實(shí)景建模、數(shù)值仿真、BIM+GIS 等多種技術(shù)手段，構(gòu)建集水下地形模型、實(shí)景三維模型、三維地形模型、數(shù)值計(jì)算模型等多源異構(gòu)模型為一體的椒江流域空間地理信息模型。利用空間位置配準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、模型融合等多種技術(shù)手段，解決多源異構(gòu)模型的匯聚與整合。圍繞不同維度、不同場(chǎng)景、不同業(yè)務(wù)模塊建設(shè)需求，構(gòu)建具有不同場(chǎng)景尺度的流域數(shù)字孿生基底，滿足流域多樣化的信息管理需求。

模型平臺(tái)方面，基于臺(tái)州市已建的，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、跨平臺(tái)、云計(jì)算功能的預(yù)報(bào)調(diào)度一體化系統(tǒng)[22]，針對(duì)椒江水系格局和洪潮澇特點(diǎn)，耦合了水文模型、水動(dòng)力模型、風(fēng)暴潮模型和防洪優(yōu)化調(diào)度模型，形成預(yù)報(bào)調(diào)度一體化模型，并新建AI智能識(shí)別模型、典型工程安全分析預(yù)警模型和模擬仿真可視化模型。

知識(shí)平臺(tái)方面，建設(shè)預(yù)報(bào)調(diào)度方案庫、歷史場(chǎng)景庫、業(yè)務(wù)規(guī)則庫、專家經(jīng)驗(yàn)庫、水利知識(shí)引擎等，為椒江水利業(yè)務(wù)智能應(yīng)用的知識(shí)積累、經(jīng)驗(yàn)提煉和分析研判等基礎(chǔ)能力支撐[23-26]。

3）信息化基礎(chǔ)設(shè)施。水利感知網(wǎng)方面，整合共享水利、氣象、海洋和交通等部門水雨情監(jiān)測(cè)和視頻監(jiān)控信息，構(gòu)建監(jiān)測(cè)類型豐富、監(jiān)測(cè)手段多樣、信息傳輸穩(wěn)定、控制安全可靠的智能化感知網(wǎng)。

水利云方面，平臺(tái)系統(tǒng)部署在臺(tái)州市政務(wù)云，通過臺(tái)州市一體化智能化公共數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)交互通道來實(shí)現(xiàn)與臺(tái)州市其他部門的數(shù)據(jù)共享，與浙江省其他部門的數(shù)據(jù)共享通過浙江省一體化智能化公共數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)回流到臺(tái)州市一體化智能化公共數(shù)據(jù)平臺(tái)后再進(jìn)行數(shù)據(jù)交互通道來實(shí)現(xiàn)。

水利信息網(wǎng)方面，臺(tái)州水利辦公區(qū)域已全面采用政務(wù)外網(wǎng)（VPN2），實(shí)現(xiàn)跨部門網(wǎng)絡(luò)暢通，已完成水利專網(wǎng)改造，接入VPN3 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)省、市、縣三級(jí)水利部門網(wǎng)絡(luò)貫通。

4）網(wǎng)絡(luò)安全體系。參照信息安全等保三級(jí)對(duì)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全體系進(jìn)行建設(shè)。

5）保障體系。制定豐富的組織保障、制度保障、資源保障、技術(shù)保障和安全保障體系，保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

6）信創(chuàng)適配。對(duì)信創(chuàng)終端進(jìn)行適配，以適應(yīng)信創(chuàng)終端和非信創(chuàng)終端訪問的需求。

7）系統(tǒng)集成與數(shù)據(jù)融合。對(duì)數(shù)字孿生永寧江閘應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)字孿生朱溪水庫應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成與數(shù)據(jù)融合，打造一體化的數(shù)字孿生椒江“四預(yù)”平臺(tái)。

2.2 業(yè)務(wù)功能

數(shù)字孿生椒江“四預(yù)”平臺(tái)從流域洪潮防御、水資源管理與調(diào)配以及水利工程運(yùn)行管理3 大業(yè)務(wù)出發(fā)，其中，流域洪潮防御業(yè)務(wù)圍繞實(shí)現(xiàn)“四預(yù)”功能，分為實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)、預(yù)報(bào)預(yù)警、場(chǎng)景預(yù)演和方案預(yù)案4 個(gè)模塊。

2.2.1 實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)

實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)是對(duì)椒江流域?qū)崟r(shí)雨情、河道水情、水庫水情、潮汐水情、實(shí)時(shí)視頻、氣象預(yù)報(bào)、工程情況進(jìn)行全要素監(jiān)測(cè)、一張圖展示，當(dāng)發(fā)生超限工況時(shí)，進(jìn)行高亮告警。采用圖表、過程線、等值線、動(dòng)畫等不同表現(xiàn)形式，對(duì)于不同量級(jí)、時(shí)段、流域、區(qū)域的水雨情進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，方便用戶對(duì)當(dāng)前防汛態(tài)勢(shì)進(jìn)行總體把握。實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)頁面見圖2。

圖2 實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)頁面圖

2.2.2 預(yù)報(bào)預(yù)警

預(yù)報(bào)預(yù)警是對(duì)椒江流域預(yù)報(bào)的不同時(shí)段的雨情、河道水情、水庫水情、潮汐水情、洪水預(yù)警信息進(jìn)行一張圖展示。當(dāng)預(yù)報(bào)存在超限工況時(shí)，創(chuàng)新性地采用“點(diǎn)、線、面”的形式進(jìn)行高亮告警，提醒用戶關(guān)注并及時(shí)采取措施。其中，“點(diǎn)”意為關(guān)鍵預(yù)報(bào)斷面，通過設(shè)置水位、流量閾值，實(shí)現(xiàn)及時(shí)告警；“線”意為設(shè)置河道水面線上限，本質(zhì)上是通過逐時(shí)刻斷面水位與對(duì)應(yīng)位置的堤頂高程對(duì)比，實(shí)現(xiàn)漫堤風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)判別與告警；“面”意為通過高精度數(shù)據(jù)底板的二三維洪澇風(fēng)險(xiǎn)五色圖，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)閾值預(yù)警向新型風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的轉(zhuǎn)變。

2.2.3 場(chǎng)景預(yù)演

場(chǎng)景預(yù)演包含預(yù)報(bào)預(yù)演、歷史復(fù)演2 個(gè)子模塊，分為全流域大尺度、干流中尺度和臨海古城微尺度3 個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行展示。

該模塊對(duì)氣象預(yù)估降雨預(yù)報(bào)洪水、典型歷史洪水、不同情境設(shè)計(jì)洪水等多場(chǎng)景下的水工程進(jìn)行模擬調(diào)度仿真，針對(duì)重點(diǎn)區(qū)域和保護(hù)對(duì)象進(jìn)行BIM+傾斜攝影的精細(xì)化數(shù)字孿生建模。

基于椒江流域預(yù)報(bào)調(diào)度一體化模型組件，將椒江流域概化為273 個(gè)子流域、112 條一維河道、2 112 個(gè)計(jì)算斷面、84 900 個(gè)二維計(jì)算網(wǎng)格、17 個(gè)控制單元，靈活組合純水文模型預(yù)報(bào)、水文水動(dòng)力耦合預(yù)報(bào)以及一二維洪水演進(jìn)方案，模擬流域干支流重要斷面的水位變化過程。通過水位疊加三維底板，按照紅橙黃綠藍(lán)五色圖規(guī)則，制作防汛形勢(shì)風(fēng)險(xiǎn)圖，從而實(shí)現(xiàn)洪水淹沒情況的三維高保真可視化模擬，直觀展現(xiàn)不同組合工況下的整個(gè)洪水過程，模擬河道和重點(diǎn)閘壩的水位、流量以及沿岸淹沒范圍的演進(jìn)動(dòng)態(tài)。計(jì)算效率上，運(yùn)用矩陣標(biāo)識(shí)法提升水動(dòng)力模型中節(jié)點(diǎn)方程求解效率，實(shí)現(xiàn)1 min 出模型計(jì)算結(jié)果；運(yùn)用GPU 加速技術(shù)實(shí)現(xiàn)2 min 出二維計(jì)算結(jié)果，渲染時(shí)間控制在10 s 以內(nèi)，為水利工程防洪調(diào)度提供高效、精準(zhǔn)支撐。

進(jìn)一步對(duì)比分析不同調(diào)度方案的洪水淹沒情況差異和演進(jìn)過程差異，推出古城淹沒風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)清單，從“預(yù)見未來”和“重現(xiàn)歷史”2 個(gè)維度，實(shí)現(xiàn)流域洪潮防御智能輔助決策。圖3 為預(yù)演方案對(duì)比雙屏聯(lián)動(dòng)圖，圖4 為古城淹沒風(fēng)險(xiǎn)預(yù)演圖。

圖3 預(yù)演方案對(duì)比雙屏聯(lián)動(dòng)圖

圖4 古城淹沒風(fēng)險(xiǎn)預(yù)演圖

2.2.4 方案預(yù)案

根據(jù)選定的預(yù)報(bào)方案成果，展示該方案的水情信息統(tǒng)計(jì)和對(duì)應(yīng)預(yù)警等級(jí)，并根據(jù)預(yù)報(bào)方案的淹沒范圍統(tǒng)計(jì)受災(zāi)對(duì)象及搶險(xiǎn)支持信息。通過大語言模型和語義識(shí)別技術(shù)，對(duì)臺(tái)州市已有的防汛預(yù)案、水庫控運(yùn)計(jì)劃等非結(jié)構(gòu)化知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，通過知識(shí)引擎，自動(dòng)推送該預(yù)報(bào)方案下的應(yīng)對(duì)措施建議。圖5 為應(yīng)急預(yù)案查詢頁面圖。

2.2.5 水資源管理與調(diào)配

包含水態(tài)勢(shì)、水管理、水調(diào)度、水節(jié)約、水生態(tài)5 大模塊，為臺(tái)州市水資源管理、抗旱調(diào)度、生態(tài)流量監(jiān)管等工作提供技術(shù)支撐。

臺(tái)州市堅(jiān)持空間均衡，構(gòu)建以大中型水庫和椒江綜合樞紐為骨干水源的水資源保障網(wǎng)。目前，臺(tái)州市有11 座大中型水庫作為重要供水水源地。通過構(gòu)建水源地保供預(yù)測(cè)模型，分析計(jì)算各大中型水源地保供天數(shù)，可根據(jù)模型計(jì)算結(jié)果，精準(zhǔn)定位到保供形勢(shì)嚴(yán)峻的水源地，為后續(xù)采取相應(yīng)水量調(diào)控措施提供支撐。圖6 為水資源管理與調(diào)配頁面圖。

圖6 水資源管理與調(diào)配頁面圖

2.2.6 水利工程運(yùn)行管理

流域洪潮防御和水資源管理與調(diào)配最終落腳于水利工程的運(yùn)行調(diào)度上，平臺(tái)在集成數(shù)字孿生永寧江閘與數(shù)字孿生朱溪水庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將工程數(shù)字化管理和流域一張圖匯總切換展示，分別疊加動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)水雨情、安全監(jiān)測(cè)、視頻、閘門、設(shè)備基礎(chǔ)信息等，實(shí)現(xiàn)工程安全風(fēng)險(xiǎn)研判和管控。圖7 為水利工程運(yùn)行管理頁面圖。

圖7 水利工程運(yùn)行管理頁面圖

3 建設(shè)成效

數(shù)字孿生椒江“四預(yù)”平臺(tái)，旨在利用數(shù)字孿生等先進(jìn)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)流域洪潮防御、水資源管理與調(diào)配、水利工程運(yùn)行管理3 項(xiàng)業(yè)務(wù)的一體化研判與高效協(xié)同，具體成效如下：

1）平臺(tái)選取臨海城區(qū)段，應(yīng)用三維城市內(nèi)澇可視化風(fēng)險(xiǎn)分析，以“利奇馬”臺(tái)風(fēng)降雨為典型暴雨，再現(xiàn)臨海城區(qū)的受災(zāi)情況，按照受淹的先后順序和最高淹沒水深，推出重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象風(fēng)險(xiǎn)清單，列出重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象最高淹沒水深、淹沒時(shí)間和淹沒歷時(shí)，并自動(dòng)推薦重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象附近的安置點(diǎn)、撤離時(shí)序和撤離路線，為將來防御類似“利奇馬”強(qiáng)臺(tái)風(fēng)提供相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

2）利用知識(shí)圖譜技術(shù)，進(jìn)行相似洪水識(shí)別，為后續(xù)相似洪水防御提供輔助支撐，提升洪潮防御精度；運(yùn)用BIM+知識(shí)圖譜的應(yīng)急多跨協(xié)同技術(shù)，針對(duì)防洪應(yīng)急處置涉及多區(qū)域、多部門交叉管理的問題，構(gòu)建防洪應(yīng)急預(yù)案知識(shí)圖譜，實(shí)現(xiàn)與應(yīng)急局、各縣市區(qū)的橫向聯(lián)動(dòng)、縱向貫通和多跨協(xié)同，實(shí)現(xiàn)信息共建共享和洪水風(fēng)險(xiǎn)閉環(huán)管控。

3）基于BIM+GIS 的工程安全運(yùn)行“四預(yù)”技術(shù)在朱溪水庫應(yīng)用后，通過BIM 可視化模型、大壩安全監(jiān)測(cè)預(yù)警、大壩安全運(yùn)行大數(shù)據(jù)分析模型實(shí)現(xiàn)大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、自動(dòng)清洗、自動(dòng)分析預(yù)警、自動(dòng)透視定位，實(shí)現(xiàn)大壩安全實(shí)時(shí)、在線監(jiān)控，能夠有效降低對(duì)專業(yè)人員的依賴，保障施工質(zhì)量的同時(shí)大大減少了人力成本。

4 結(jié) 語

本研究以椒江流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，先行于“預(yù)”、立足于“防”，搭建全流程可感知、可預(yù)見、可視化的數(shù)字孿生椒江“四預(yù)”平臺(tái)，是數(shù)字孿生流域的一次成功實(shí)踐。充分運(yùn)用BIM+GIS、知識(shí)圖譜、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)，構(gòu)建防災(zāi)減災(zāi)、水資源管理與調(diào)配、工程安全運(yùn)行的智能“四預(yù)”體系，實(shí)現(xiàn)跨部門、跨行業(yè)、市縣協(xié)同聯(lián)動(dòng)和共建共享共防，完成防御工作的流程再造和制度重塑，實(shí)現(xiàn)形勢(shì)全局判斷、預(yù)案快速響應(yīng)、物資高效調(diào)配、對(duì)策精準(zhǔn)實(shí)施，有效降低洪澇災(zāi)害造成的損失，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)改為民、為民數(shù)改的目標(biāo)。

相比傳統(tǒng)的水利信息化平臺(tái)，數(shù)字孿生椒江“四預(yù)”平臺(tái)利用多源異構(gòu)數(shù)據(jù)治理技術(shù)賦能流域數(shù)據(jù)歸集、清洗、分析、計(jì)算，夯實(shí)算據(jù)基礎(chǔ)；基于流域洪水模擬通用模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行水利專業(yè)模型組件式研發(fā)，提出基于知識(shí)圖譜的數(shù)字孿生流域知識(shí)體系架構(gòu)，優(yōu)化算法模型；按照“集約高效、共享開放、按需服務(wù)”原則，提升算力水平，從“三算”維度助力3 大水利業(yè)務(wù)融合貫通。下一步工作中，應(yīng)進(jìn)一步總結(jié)、提煉和推廣已有成果，為全國沿海地區(qū)防汛抗旱提供可復(fù)制、可推廣的椒江模型、方法和技術(shù)。