数字孪生智慧水利建设需求方案.docx
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1、数字李生智慧水利建设需求方案7卜*三;:JW经售Wj,:智慧水利业务解读02数字李生水利工程建设智慧水利解决方案政策背景关于大力推进智慧水利建设的指导意见到2025年,通过建设数字享生流域、u2+N”水利智能业务应用体系、水利网络安全体系、智慧水利保障体系,推进水利工程智能化改造,建成七大江河数字挛生流域,在重点防洪地区实现“四预”,在跨流域大引调水工程、跨省重点河湖基本实现水资源管理与调配“四预”,N项业务应用水平明显提升。水利部关于开展数字挛生流域建设先行先试工作的通知计划用2年时间,在大江大河重点河段、主要支流开展数字挛生流域建设先行先试,在常要水利工程开展数字挛生水利工程建设先行先试。
2、“十四五”水利科技创新规划绘制国家水网“一张蓝图”,动态评估和预警各类风险;构建国家水网工程数字挛生;地下水流场模拟及预警;洪水预测预报;山洪灾害风险智能识别技术、山洪灾害监测预报预警;防旱抗旱“四预”决策平台;洪涝模拟与预报调度;数字挛生流域和数字挛生工程建设。数字学生黄河建设规划(20222025)为黄河下游防洪工程安全监测工程、黄河流域全覆盖水监控系统、黄河流域水工程防灾联合调度系统、黄河流域水文基础设施建设工程、黄河流域水资源管理与调配应用系统、淤地坝安全度汛管理平台、数字挛生黄河关键技术研究与平台建设、黄河流域数字挛生应用示范。“十四五”智慧水利建设目标:坚持“需求荤引、应用至上、数
3、字赋能、提升能力”总要求,以数字化、网络化、智能化为主线,以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径,通过建设数字季生流域、“2+N”水利智能业务应用体系,推进水利工程智能化改造,建成七大江河数字字生流域,在重点防洪地区实现“四预”,在跨流域重大引调水工程、跨省重点河湖基本实现水资源管理与调配“四预”,提升N项业务应用水平,建成智慧水利体系1.0版。水利部“智慧水利”总体框架业务应用流域防洪水资源3与调配N项业务网络安全体系模型平台水利专业模型智能模型可视化模型数字模拟仿真引擎字生台数学平数据底板基础数据监测数据物理流域息础施信基设水利感知网江河湖泊水利工程知识水利知识图谱历史场景模式业务规则
4、专家经验平台水利知识引擎多维多时空尺度数据模型业务管理数据跨行业共享数据地理空间数据保障体系水利信息网水利云治理管理活动对象影响区域建设数字挛生流域和“2+N”智能业务应用,助力新阶段水利高质量发展。数字季生流域业务架构数字享生平台水利专业模型智能模型可视化模型水文模型水力学模型遥感识别自然背景流场动态水环境模型水土保持模型水资源模型泥沙动力学模型视频识别水利工程四预过程水利工程安全模型语音识别水利机电设备仿真引擎模型管理场景配置仿真设计水利知识预报调度方案知识图谱业务规则历史场景专家经验知识引擎知识表示知识抽取知识融合知识推理知识存储数据服务地图服务目录服务共享服务管控服务数据治理数据标准管
5、理数据血缘管理数据质量管理数据开发管理数据安全管理数据汇聚业务数据汇集平台视频级联集控平台遥感接收处理服务平台数据映射多维多时空尺度数据模型水利数据模型水利网络模型水利工程BlM模型数据资源池基础数据监测数据也务管理数据跨行业共享数据地理空间数据专有云云管理平台计算资源存储资源网络资源公有云业务网广域网城域网部门网通侑设施北斗卫星通信传输网络水利感知网国家水网智能化数字挛生流域区域影像植被覆盖番滞洪区分洪区王点工程防洪工程 E王点保护区地形地貌主要江河重点区域水闸泵站大坝江河水系 KDrJ水库湖泊土地利用类型水库湖泊水利工程 闻门、泵站、水 库、港区、引调 水等水利工程外 形特征及内部细 节构
6、造港压溢洪道设备数字挛生流域通过物联网、大数据、人工智能、虚拟仿真等技术,以物理流域为单元、时空数据为底座、水利模型为核心、水利知识为驱动,对物理流域全要素和水利治理管理活动全过程的数字化映射、智慧化模拟,实现数字享生流域和物理流域的同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。数字底板建设数据资源池数据管理平台L2级L3级覆盖全国:基于水利一张图三维场景、基础数据复核更新、监测数据汇交、跨界数据共享覆盖重点区域:七大流域、省级水利部门覆盖重点水利工程:水库、水利枢纽、调水工程、闸门数据底板即算据,基于水利J-张图优化完善数据底板,构建基础数据统一、监则数据汇集、二i隹T化、跨层级、跨业务的智慧水数据底板
7、。“2+N”智能业务应用2+N域洪用流防应构建洪水防御数字化场景建设洪水防御应用建设旱情防御应用构建水资源管理与调配敷字化场景建设水资源迪应用建设水资源WSjS用建设城市供水安全保障应用建设用水强度评价应用水资源管理与调配应用项能用N智应水利工程建设和运行管理应用河湖长制与河湖管理应用水土保持应用农村水利水电应用节水管理与服务应用构建水土保持数字化场景构建农村供水业务应用计划用水用水定额对管理标达标构建河湖管理数字化场景构建水利工程建设数字化管理应用构建水土保持智能模型_建设智慧灌区节水技术产品发布节水载体管理建设水利工程安全运行管理应用完善河湖监管应用完善水土保持业务应用完善小水电监管业务应
8、用*ffl水户监管南水北调工程运行与监管应用水行政执法应用水利监督应用水文管理应用水文监测信息管理水利行政应用建设智能协同办公应用水利公共服务应用完善数字化水利政务服务建设智慧南水北调应用完善水行政执法监控平台建设水利综合水文监测分析完善移民工作第能监管应用完善水利评价公共服务应用监管平台建设乡村振兴智能构建南水北调工程安全运行监管应用搭建水行政执法综合管理平台水文信息发布监管应用:完善智慧财务管理应用打造水利融媒体平台/r2+N”智能业务应用:流域防洪而宸福* BH指挥决策结合水工程运行状况,对预演结果进行分析评估,滚动调整水工程运行、应急调度、人员防灾避险等优化方案,提高科学性和可操作性。
9、集成耦合水工程预报信息和流域防洪调度、水资源管理调配、水工程调度运用、突发水事件等,设定不同情景目标,实时分析风险形势,对水利调度方案进行模拟仿真预演。完善预警发布机制,及时将江河洪水、山洪灾害、渍涝灾害、工程灾害、旱情灾害、供电危机等信息直达一线,及时采取措施预防,做好防灾避险准备。总结分析历史事件和现状基础上,对未来可能发生的洪水、墉情、凌汛、台风暴潮等进行预测预报,提高精准度,延长预见期。叫“2+N”智能业务应用:水资源管理与调配日常管理水配置水量调度调度后评估I盈模拟评价优化配置基于多源数据及水资源来水量预测预报、需水量预测、水资源优化配置等模型,对区域水资源刚性约束指标、重点河流生态
10、流量、地下水超采区水位等预警,对水量分配方案预演,优化水资源配置调度。1101智慧水利业务解读02数字挛生水利工程建设 智慧水利解决方案1.上千份精选资料,白皮书、解决方案,案例(城市、国区、敷治9、KAIGC,数字事生、敷字化转0破中和字乡村、大敷、供由慑、嫉交通、校园、楼宇、招商、社区、智港口、水利、政务、敷字政府、CIM,BIM,5G善智)(4*ICK9r)2节约您的时间,提高效率(省去在各网站搜寻资料的时间)3 .获得长期的知识积累沉淀4 .多元化的交流平台,共同学习交流(知识星球社群,微信行业交流社群)5 .成员间行业商机交流,合作共赢&最优的价格,优质的平台,优质的资料智慧园区微信
11、扫码加入星球C知识星球斯人立It券C知识星球长按扫码领取优惠12数字字生水利工程业务架构模拟仿真引擎网络安全体系字生利程数挛水工数据引擎汽 字&台 数挛平模型库知识库实体工程水利专业模型智能识别模型可视商 模型预报调度方案工程安全知识业务规则I等知识数据底板基础数据监测数据业务管理数据外部共享数据地理空间数据知识引擎化息础施信基设监测感知枢纽工程通信网络工程自动化控制I信息基础环境引水工程河道工程保障体系数字挛生水利工程以领里水利工程为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知就驱动,对掰里水?立程全要素和建设运彳於过程进彳谈字映射、智能模拟、前颤演,与物理水?五程同步仿真运行、虚实交互、迭
12、代优化,实现对!漉水利工程的实时监控、发现诃题、优化调度的新型基瞄S施。中国著名水利枢纽工程序号水利枢纽库容(亿立方米)年发电(Z三)枢纽组成1长江三峡39315.81000挡水建筑物2长江葛洲坝1413黄河小浪底5151在取水枢纽和蓄水枢纽中,为拦截水流、抬高水位和4黄河三门峡162调蓄水量而设的跨河道建筑物,分为溢流坝(闸)和非5金沙江白鹤滩206溢流坝两类。溢流坝(闸)兼做泄水建筑物。6金沙江乌东德泄水建筑物7黄河青铜峡12.9为宣泄洪水和放空水库而设。其形式有岸边溢洪道、8黄河沙坡头黄河万家寨0.2698.9627.5溢流坝(闸)、泄水隧洞、闸身泄水孔或坝下涵管等。10嫩江尼尔基864
13、取水建筑物11新疆乌鲁瓦齐3.472为灌溉、发电、供水和专门用途的取水而设。其形式12右江百色17有进水闸、引水隧洞和引水涵管等。13广东飞来峡5.5专门性建筑物14汉江王甫洲3.15.815湖北丹江口29038为发电的厂房、调压室,16湖南江城177.5为扬水的泵房、流道,17浙江珊溪183.5为通航、过木、过鱼的船闸、升船机、筏道、鱼道18四川紫坪铺黄河流域水利工程 水库(3个):陆浑水库(13亿)、故县水库(12亿)、西霞院反调节水库(16亿)。 水利枢纽(7个):小浪底、三门峡、龙口、万家寨、三盛公、青铜峡、沙坡头水利枢纽。 水电站(19个):天桥、乌金峡、大峡、小峡、V映、盐锅峡、刘
14、家峡、寺沟峡、积石峡、黄丰、苏只水、公伯峡、康扬、直岗拉卡、李家峡、尼那、拉西瓦、龙羊峡、班多水电站。序号水利枢纽库容(亿O?)年发电(亿度)宁夏青铜峡6.212.92宁夏沙坡头0.2663山西内蒙万家寨8.9627.54山西内蒙龙口1.96135内蒙三盛公0.66内蒙河南三门峡162177河南小浪底1265114黄河流域水利工程海拔/米相拉达洋峰5000-k-x45004000-35003000-TtwiBh上源流热讨高瞅,水占全河水的弘乐沙占全河的8中讷流经水土流失严敏的黄上高原,轴沙占全河的90%以hl下激流经地钞低平的华北平成,永流0慢,形成“地上河”,25002000-1500100
15、0-5000,长度/千米龙羊帙弋兰图。水电站例。城忸I侬2L青Hro1000200030004000管长度/千米、门旧济小浪底海5000450040003500黄河流沿河纵剂血图及各河段诚长皮示水利枢纽主要功能古贤水利枢纽灌溉与供水- 7m闸r控 ni生态与旅游水库大坝安全金水雨旱工情自动测报洪水预报与调度发电,硼蹴状态检修与设备维修资产管理与生产管理大坝安全监测自动化系统监测自动化系统的主要构成: 监测仪器有差动电阻式、钢弦式、电容式、电感式、步进电机式、电磁差动式、差动变压式等10余种大坝安全监测仪器:垂线坐标仪、引张线仪;多点变位计;钻孔测斜仪;渗压计;液体静力水准遥测装置;真空激光准直
16、系统;应变计和测缝计;位移计和测缝计等。应用光纤技术和CCD技术研制的新型传感器。 数据采集国内大坝安全监测数据自动采集系统按采集方式分为集中式、分布式和混合式三类。 数据处理分析、监控管理分布式采集系统示意图我国对大坝安全监测资料的定量分析,主要是针对单个测点的测值建立统计模型、确定性模型和混合模型等常规数学模型,并得到了广泛应用。在此基础上又研究和发展了多测点模型和多维模型,在应用神经网络技术进行大坝安全监测资料的分析方面也进行了大量探索。水闸(闸群)自动监控系统闸门自动监控系统是实时数据采集与控制系统。实现由中心控制站对被控各子站闸门的运行管理。1 .中央控制室组成结构中央控制室也称测控
17、调度中心。一般为与行政管理机构相适应而设在管理局(处、站)内。2 .监控终端站监控终端站其主要任务是根据中央控制室的遥测查询指令自动采集本站点的水情或工情数据,并发送给控制中心,或根据控制中心调度指令控制闸门运行。监控终端站一般由各类传感器、通信设备、RTU、中间继电器矩阵、电源等构成青峰岭水库卷扬式启闭机水闸(闸群)自动监控系统水闸是低水头的水工建筑物,兼挡水、泄水的双重作用。它通过闸门的启、闭来调节闸前水位、控制下泄流量。水闸按所承担的任务分类:拦河闸(或节制闸)、挡潮闸(或阻浪闸)、分洪闸、进水闸、排水闸、冲沙闸等;闸门按结构形式:平面闸门(滑动、滚动)、弧形闸门、自动翻倒闸门;启闭机按
18、类型:卷扬式启闭机、螺杆式启闭机、液压式启闭机;按启闭方式:手动、电动、手电两用;水闸的类型及位置示意图水情自动测报系统拓扑图水情自动测报系统水情自动测报系统一般由一个中心站,若干个中继站、数个或数十个,甚至上百个各类遥测站组成。1 .中心站中心站主要负责数据的收集和处理,由前置处理机、主机、收发信设备、外围设备及电源等组成。2 .测站测站是收集信息并编码发送,主要由传感器、收发信设备、无线水情遥测仪、电源等组成。3 .中继站中继站是遥测站到中心站的中转站。由于水情自动测报系统一般建在丘陵或高山区,当遥测站到中心站的距离过远或由于高山、树木及高大建筑物的阻挡,通信线路损耗过大,不能满足通信最低
19、要求时,就需要设中继站。组建水情自动测报系统应严格按照水文自动测报系统规范(SL61-94)执行。洪水预报概念图洪水预报与调度(一)洪水预报模型洪水预报模型分为概念性模型、物理模型、系统模型三大类。从实现原理上讲分为水文模型、水动力模型和人工智能预测模型三种。 水文模型:半经验半物理过程的预测模型,也是目前最常用的一种模型。适用于大流域和中短期的水文预测,预测精度较高。 水动力模型:严格基于物理过程的水流预测模型,其预测精度是最高的。但水动力模型需要有非常详细的河道地形数据,对于资料不全的地区这种方法就不能发挥作用,此类模型一般适用于重要水库、湖泊和河流的重要河段等水体,不适用于流域尺度。 人
20、工智能预测模型:是目前新兴的一个研究领域,主要用于长期和超长期的洪水预测。由于测量精度不足和误差累积效应,水文模型与水动力模型在中短期预报可以很精准,但是对于长期预报,则可能出现较大偏差。人工智能预测模型正好弥补这一点。电力行业安全十六字方针电力监控系统网络安全防护导则GB/T_36572-2018根据电力行业相关规定,电力专网实行十六字安全方针 安全分区电力专网网络分为生产控制大区(分为控制区和生产区)和管理信息大区(分为生产管理区和管理信息区)O 生产控制大区的控制区是整个电力专网的核心区域,部署电力监控系统和远动等核心业务系统。生产区部署保信子站,风功率预测和水情预测系统等。 生产管理区
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