矩阵引领 数字赋能 | 看我院这样提升水库安全管理和联合调度水平

编者按：

       山有百藏而不言，水润万物而不语。数字孪生是智慧水利建设的核心与关键，是实现水利领域高质量发展的必由之路。我院始终以数字化、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，积极探索水利管理的智慧方案。以承担周公宅水库、皎口水库业务为契机，我院积极构建现代化水库运行管理矩阵平台，进一步实现全要素动态实时畅通信息交互和深度融合，拓展“四全”为“四预”，赋能“治水”变“智水”，实现水利管理业务的工作新场景的全覆盖、全要素、全天候和全周期，综合提升水库安全管理和联合调度水平，努力寻求智慧水利的新突破，得到水利部媒体专题报道。

周公宅水库、皎口水库以现代化水库运行管理矩阵先行先试工作为引领，数字赋能水库安全管理和联合调度，促进防洪更安全、管理更精细、技术更先进、制度更完善、效益更充分。

周公宅水库、皎口水库坐落于宁波市甬江流域鄞江上游，是两座梯级串联的大（2）型水库，在保障宁波城市供水、甬江流域防洪和下游灌溉、生态安全中发挥着重要作用。两座水库每年向宁波城区提供1.5亿方的优质水资源，为宁波电网贡献5000万度电量，通过水库联合调度，下游河道防洪标准达到20年一遇，先后通过水利部水库标准化管理评价、荣获全国文明单位等多项荣誉。

宁波率先打造试点水库的现代化水库运行管理矩阵四大业务应用场景，在周公宅水库、皎口水库数字孪生工程基础上，以“四全”管理为导向、“四制（治）”体系为保障、“四预”措施为手段、“四管”工作为路径，从四全管理——四制体系——四预措施——四管工作链路出发，全面提升水库运行管理精准化、信息化、现代化水平。

 

推进“四全”管理

打造“安全医生”

皎口水库运行管理矩阵平台“四全”管理页面

       整合两座水库及下游区间的全要素信息，基于GIS在线地图，构建高精度流域可视化模型，模拟复刻“虚拟周公宅水库、皎口水库”，将水库工程、自然地理、监测站点、保护对象等分布情况统一集成展示；利用无人机、GNSS北斗卫星、大坝安全监测、水雨情遥测、视频监控等感知设备，构建“天空地水工”一体化的立体监测体系，实时同步雨水情、大坝安全监测、监控视频等信息；全面掌控流域上下游各类要素，建立安全评价阈值模型，实时分析水库运行管理安全状态，24小时在线“体检”，实现管理的全覆盖、全要素、全天候和全周期。

周公宅水库大坝安全监测页面

 

 

完善“四制（治）”体系

打造“制度导师”

周公宅水库运行管理矩阵平台“四制（治）”体系页面

 

将水库运行管理历史数据和各类制度预案实行结构化、模块化拆解，将水库现有管理单位、管理体制、专业化管护、物业化事项、经费管理、法律法规、监督检查、责任人及培训计划等信息进行数字化存档和展示，构建可视化的运行管理数据底座，为完善体制、健全机制、强化法制和落实责任制提供数字支撑。利用AI人工智能技术，实时获取各类运行管理信息，为管理人员快速查询和开展技能学习提供高效的技术支撑。

周皎全景监测监视模块台风知识库

 

强化“四预”措施

打造“调度专家”

周公宅水库运行管理矩阵平台“四预”措施页面

 

入库1800多场历史台风信息，通过台风路径相似度匹配，获取历史台风周公宅水库、皎口水库库区降雨网格化数据，为预报和调度决策提供参考。建设鄞江流域产汇流模型、梯级水库联合调度模型和水库下游一二维耦合水动力模型，通过水库调度对下游防洪影响的正向预演，以及对上游库区淹没和大坝自身安全的逆向推演，动态推荐多目标优化调度方案，有力支撑水库从前期预泄、中期错峰到后期拦蓄的全过程调度决策。将传统的各水库独立预报的流程进行重塑，实现两座水库工作人员在同一平台上协同操作、实时计算与快速分析，联合预报调度方案的制定时间从原先的10分钟缩减至目前的1—2分钟，显著提升了洪水预报效率。同时，周公宅水库、皎口水库高精度的洪水预报，为宁波市甬江流域一体化调度提供较为精确的上边界条件，提高了下游平原河网的洪水预报精度，在近年的流域防洪中发挥了很好的实战作用。

以“烟花”台风为预演方案的洪水仿真预演过程

 

 

加强“四管”工作

打造“运行管家”

周公宅水库运行管理矩阵平台“四管”工作页面

 

围绕水库及时除险、定期体检、强化维护及保障安全，全面推行水库设施设备元素化和运行管理任务清单化，呈现水库在安全隐患、危险源、安全体检、安全鉴定、维修养护、库区监管、调度运用、安全防范、划界权属及应急保障等各方面的工作成果。依托BIM仿真建模，精细化管理各类建筑物及重要设备资产，建立设备主人制，明确管理责任。运用目标管理工作模式，落实任务、责任、目标、措施“四张清单”，定期检查考核，强化管理绩效。

皎口水库设备信息

 

 

来源：中国水利 智慧水利研究院

编审：综合部