山东:数字孪生为灌区装上“智慧大脑”
走进聊城位山灌区智慧调度中心,巨幅液晶显示屏上,灌区地形地貌、渠系、闸站等分布一目了然,各类引水、供水、泥沙等数据图表、线条动态呈现,科技感十足。
“这是灌区的数字孪生平台,不仅可以实时监控各渠系、闸站的水位、流量等数据,还能对灌区干渠系统输配水过程进行场景化动态模拟,实现配水调度预演可视化。”位山灌区管理服务中心信息化科负责人梁以昌一边介绍,一边操作预演界面,只见蓝色的“河水”在屏幕中的“渠道”中缓缓流动,“通过平台,可以精准查看预演水流的时间、流量等数据,系统还能通过卫星遥感分析验证灌溉进度和面积,及时修正模型参数,提高水资源的集约高效利用水平。”
通过“智慧”配水与科学管理,灌区每年可为聊城市节水6000万立方米。这背后,离不开数字孪生技术在位山灌区的试点应用。
10月20日,全国数字孪生灌区建设现场会在聊城举行,来自水利部和全国各省份水利部门相关负责人,现场观摩数字孪生灌区建设成效。
数字孪生灌区是对物理灌区全要素和建设运行全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演。“作为智慧水利建设的重要内容,数字孪生灌区能有效提升灌区建设管理水平。”位山灌区管理服务中心主任王会忠说,通过与物理灌区同步仿真运行、虚实交互、迭代优化,能够实现对物理灌区的实时监控、发现问题、优化调度等。
位山灌区是山东省最大灌区,也是黄河第二大灌区,承担着聊城65%耕地面积的农业灌溉用水,兼顾生活、生产、生态用水,同时承担为天津、河北等地跨流域调水任务。如今,数字孪生灌区建设正在为灌区管理注入新活力。
“以前人工启闭闸门,平均每个每次需要半小时。现在通过远程闸门启闭系统,一人就能操作全部闸门,2分钟内就能完成任一闸门启闭,不仅提高了效率,更避免了水资源的浪费。”王会忠介绍,目前灌区建成13处大型节制闸和39处支渠闸远程控制系统,35处全自动缆道、轨道测流设施,1182处水情监测站点,实现灌区重点闸门远程自动化监控启闭和骨干渠道用水监测全覆盖,指令传达网络化、工程调控自动化得以实现。
去年12月,水利部正式启动数字孪生灌区先行先试建设,全国49处大中型灌区纳入试点。在山东,除了位山灌区,还有滨州市属灌区、德州豆腐窝灌区和东营路庄灌区共4处灌区入选全国试点,数量居全国第一。
“围绕国家省级水网先导区建设,山东省将‘数字强水’作为‘六水共治’发展思路之一,提出了包括数字灌区在内的全省数字水利建设总体框架。”省水利厅厅长黄红光在现场会上介绍,目前,山东省正以信息化工程设施为基础,以水情、工情、墒情多元数据融合为手段,以4处试点灌区为重点,推动建设省级灌区运行管理系统,高标准打造“业务引领、智慧驱动”的全省灌区“一张图”。
数据采集是数字孪生的基础。“十三五”以来,山东省累计实施106处大中型灌区节水改造,在渠首和重要分水口建设自动量测水、视频监控和闸泵远程测控设施,建成灌区信息中心122处、通信光缆969公里,实现干支渠重要水情、工情在线传输。
试点灌区则以更高标准,全力打造现代化灌区示范。目前4处试点灌区新建218套水位、流量和墒情监测点,819处视频监控点,140套闸门测控等设备。灌区管理有了数字孪生技术加持,相当于装上了“智慧大脑”。德州、滨州等地打造“智能巡渠”场景,在重点渠段运用智能视频技术,第一时间识别、处置涉水违法活动。路庄灌区智慧水利平台,实现旱涝灾害预报、违规用水预警、极端天气预演、粮食产量预判“新四预”目标。引黄灌区综合分析旱情遥感、墒情监测、气象预报等数据,科学测定需水量,制订供水计划,实时监测渠系流量和受益面积,供水调配由“拼脑力”转为“拼算力”,春灌周期可缩短3至5天。
“下一步,山东省将持续加大现代化灌区建设力度,省级层面年内将完成灌区运行管理系统建设,整合全省灌区水情、工情信息接入平台,后续还将逐年配套完善监测硬件设施,推广试点经验。”黄红光表示。(方垒 孙亚飞)
(责编:刘颖婕、邢曼华)
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