黄河防凌汛进入关键期，数字孪生流域强化风险测报

时间：2022-03-11 10:51:15 来源：国际财经网浏览次数：我来说两句() 字号：TT

前言：近日，国家防总副总指挥、水利部部长李国英在黄河防凌专题视频会商会上强调：“必须实现‘两个确保’，坚决打赢黄河防凌这场硬仗。”数字孪生流域这一关键技术将成为凌汛预演的重要手段。

1 黄河凌汛到来水利部强调加强预演能力

早春时节，万物复苏。黄河宁蒙河道在解冻开河时，往往形成凌汛洪峰，并伴有大量冰凌下泄，很容易在弯曲狭窄河段卡冰阻水，壅高水位，威胁堤防安全。

李国英部长强调，应对黄河凌情要锚定“确保人民群众生命财产安全、确保黄河堤防不决口”的目标，滚动研判天气、水情、冰情、河情、工情，科学精细调度水利工程，精准掌握分凌时机，提前清除行凌障碍，逐段落实群防群控、巡查值守责任，预置抢险力量、料物、设备，确保防御措施跑在风险隐患之前。

做实做细做准“四预”（预报、预警、预演、预案），是应对黄河防凌关键期的重中之重。各级水利部门和沿黄地方政府将密切监视重大天气过程及凌情变化，努力提高预报精准度、延长预见期；完善凌汛期预警发布机制，做好气温、水情、凌情等预警发布工作；模拟预演水库、河道、应急分凌区蓄泄情况；借助预演结果，优化水工程调度、工程巡查抢险、冰凌爆破及滩区迁安救护等预案。

中国与水患斗争的历史源远流长。随着社会经济的发展，我国的治水理念与措施也在与时俱进。随着“中国水网”、“海绵城市”、“源头水土保持治理”等治水新理念的提出，人们应对洪涝灾害的能力进一步增强。

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，是实现数字流域、智慧流域的有效技术路线。数字孪生技术基于实时数据和历史数据，可生成凌汛灾害的模拟仿真演进过程，构筑安全、使用的水利信息系统，强化针对凌汛灾害的预演能力

2 数字孪生技术助力构建智慧水利可视化平台

（1）打造水利工程的数字孪生体

集合现有流域降雨产流、流域汇流、流凌演进、地下水运动、水质扩散、水文预测预报等信息，运用BIM+GIS、数字孪生技术建立数字映像，接入实时监测设备，实现对重点工程对象的实时监控。通过打造水利工程数字孪生体，实现重要数据的精准映射，提高防凌推演模型计算精度和运行效率。

（2）建立影像区域的数字地形

基于遥感技术、地理信息系统和全球定位系统等技术，获得高精度的水上水下一体化的数字地形数据。依托数据中心，预测未来化凌水位、水量、拦凌状况、河水涨溢情况，提出流域水资源调配多方案比选和评估。在防凌重点区域采用实景仿真进行数据采集，为洪水预演提供可视化数据支撑。

（3）加强“流域一张图”应用

“一张图”能够实现空间数据和属性数据的一体化展示、二维数据和三维数据一体化展示与应用，是智慧流域的重要平台和应用入口。“流域一张图”可实现数字流域的虚拟空间与物理空间真实对应，实现空间分析、大数据分析、仿真结果等可视化。

（4）以数字孪生技术实现动态模拟

对凌汛流域的水文数据、水利工程的运行状态、重点区域等进行实时监控，实现数字流场的虚拟环境和物理环境的真实对应。基于虚实场景实时精确融合的增强呈现技术和面向防凌减灾指挥决策、流域综合调度的增强现实原型系统等技术研究，实现不同调度方案的模拟，为流域防凌减灾处理、水资源调控、保护预警和应急处置提供决策支持。

3 PICIMOS 科学预测凌汛灾害影响

上海漂视网络股份有限公司（以下简称“漂视”）自主研发产品PICIMOS是面向流域与防凌决策部门、一线防凌业务人员与科研人员，功能覆盖灾害链全过程、全链条的一站式数字孪生开发平台。利用平台可实时展示凌情信息与凌灾数据，包含水情、工情、气象数据和关键河段遥感信息数据等内容，为流域凌汛灾害防御提供有力支撑。

（1）构建流域防凌汛模型库

防凌数字孪生平台调用冰水动力学模型开展凌情计算与推演，通过虚拟现实技术展示凌情演变与发展过程。运用模型标准化封装技术，集成封开河预报模型、凌灾损失评估模型等，构建凌情模型库，进行多时序、多类型模型间的交互计算，耦合冰水动力学模型与水上水下一体化实景河道模型，实现虚拟现实环境下凌汛过程与凌灾情景推演预警。