數字孿生賦能 助力澧水安瀾
2024年入汛以來,澧水流域先后遭遇多輪次強降雨過程,防汛形勢十分嚴峻。面對流域突如其來的汛情以及上下游復雜多變的險情,澧水公司充分運用“數字孿生江埡皂市”先行先試成果,通過防洪興利調度、工程安全智能分析預警、生產運營管理等業務應用,有效支撐了江埡、皂市水庫精準預報、精細調度、科學決策,有效應對了多輪洪水過程,用科技賦能助力澧水安瀾,在本次防汛大考中向流域人民交上了一份圓滿答卷。
未雨綢繆 提前演練
為檢驗數字孿生江埡皂市先行先試成果的可靠性,確保防汛關鍵時期能夠用得上、放心用,汛前澧水公司組建實操團隊,積極參加長江委在武漢組織開展的2024年長江“35·7”洪水防洪調度演練。演練重點聚焦澧水流域1935年型特大洪水情景,運用“數字孿生江埡皂市”的防洪興利調度、大壩安全分析預警兩大業務功能,開展了流域層面的洪水情勢預警與預演;從江埡、皂市兩庫庫區淹沒風險、澧水干流及兩庫壩下游河道堤防運行風險、澧南垸和西官垸兩個蓄滯洪區分洪運用風險、江埡皂市大壩安全風險等多個維度,對不同調度方案的效益與風險進行評估和孿生展示,提出最優調度方案。通過本次演練,驗證了數字孿生成果的可靠性,提升了實操團隊的操作技能,為下一步在防汛工作中運用數字孿生成果做好了技術準備。

庫區洪水演進與城鎮淹沒風險
精準預報 科學調度
“數字孿生江埡皂市”通過澧水公司自建的雨水情站點、并共享整合了澧水流域內400余個雨水情站點以及重要水庫的監測數據,實時掌握流域整體雨情、水情和工情信息。
6月下旬,澧水流域迎來本年度第一場強降雨,26日至28日三日累計降雨量達170毫米。江埡水庫28日17時出現最大洪峰流量2638立方米每秒,皂市水庫28日17時出現最大洪峰流量3515立方米每秒。兩個電站依托“數字孿生江埡皂市”開展實時滾動預報作業,調洪演算近百次,發布汛情信息120余條;并通過多輪“降雨—產流—匯流—預報—調度—演進—評估”全過程推演,研判選取最優調度方案,助力防汛會商精準決策。本次洪水過程中,江埡水庫削峰2227立方米每秒,削峰率為84.2%,預測最高水位和實際最高水位僅差11厘米,準確率超過90%;皂市水庫,預測洪峰3600立方米每秒,較實際偏差2.4%,預測洪量3億立方米,較實際2.95億立方米偏差1.7%,預測最高水位126.16米,較實際126.12米僅偏差4厘米?!皵底謱\生江埡皂市”賦能精準預報、科學調度,有效保障水庫安全度汛。

防汛值班人員監視雨水情信息

利用平臺進行預報調度
模擬預演 化解風險
“數字孿生江埡皂市”構建了一系列多尺度水文、水動力、工程調度、風險效益評估模型,可實現“降雨—產流—匯流—預報—調度—演進—評估”全過程模擬。通過專業模型的組件式耦合,可完成多場景靈活構建,實現在線快速正向與反向推演。
7月5日下午,湖南省華容縣團洲垸洞庭湖一線堤防發生決口險情,湖南省委、省政府要求省內各大型水庫積極配合攔洪。關鍵時刻,澧水公司運用“數字孿生江埡皂市”開展江埡、皂市水庫聯合調度推演,在僅下放最小下泄流量的前提下,快速模擬庫區淹沒情況,全面推演流域洪水風險,盡量減輕下游洪水壓力。根據推演結論,在保障庫區安全與澧水入湖控制站石門站不超12000立方米每秒(實際最大流量為7180立方米每秒)的前提下,7月5日至10日期間,江埡、皂市水庫共攔蓄洪水0.85億立方米,最大限度減少了澧水流域入湖流量,助力團洲垸決口處置順利完成。

庫區淹沒風險分析
實時“體檢” 保障安全
“數字孿生江埡皂市”集成了大壩安全監測自動化智能采集系統,實現了大壩安全信息采集、存儲、處理、管理及分析全生命周期業務應用,實現了安全狀態預測、在線監控預警、安全風險預演和預案智能響應等工程安全“四預”功能。
2024年入汛以來,澧水公司充分利用“數字孿生江埡皂市”安全監測智能感知體系,實現自動化加密觀測,累計獲取大壩變形、滲流、應力應變及溫度監測數據超35萬條,為工程安全“四預”提供了“算據”支撐;科學預測未來大壩變形、滲流、應力應變等重要物理量的變化趨勢,依據分級監控指標體系實現在線實時預警。6月下旬至7月中旬,江埡、皂市工程遭遇極端暴雨工況,公司多次啟動應急加密采集預案,可在1分鐘內完成自動化巡測采集和安全性態評價,實現大壩安全實時“體檢”,為保障工程安全提供了有力支持。

大壩安全自動化綜合評價
智慧賦能 提質增效
“數字孿生江埡皂市”建設了生產運營管理業務應用,有效集成水調自動化系統、視頻監控系統、電力生產管理系統,打通了工程運行各個業務環節,初步實現了工程運行管理的標準化、智慧化。
基于生產運營管理業務應用,電站巡檢班組借助移動巡檢APP完成工程巡檢和設備巡檢任務,及時發現并上報缺陷,相關缺陷均已通過缺陷處置流程完成閉環處理;通過兩票管理模塊,開具操作票及工作票,規范操作行為,保障生產安全;通過紅外熱成像視頻監控水輪發電機組碳刷溫度場分布,實時掌握發電機組汛期長時間滿負荷運行工作狀態,以便及時采取措施避免碳刷燒毀、停機事故,為工程安全運行提供了可靠保障。

生產運營管理
智能識別 守護安全
“數字孿生江埡皂市”建設了庫區巡查管護業務應用,基于視頻實時監測數據,利用漂浮物智能識別模型,對漂浮物實時在線識別,并將識別取證數據儲存入庫,同時發送警報通知;基于四亂智能識別模型,可識別江埡、皂市水庫疑似違建圖斑。澧水公司基于漂浮物取證圖片和四亂識別圖斑,對疑似問題項目均及時與相關單位和部門溝通,提醒其采取相應措施,持續保障庫區行洪安全。

水面漂浮物智能識別
通過數字孿生成果在2024年防汛工作中的實操,澧水公司深刻體會到科技賦能的創新活力,下一步,公司將繼續按照水利部和長江委的統一部署,繼續強化技術創新,迭代優化“數字孿生江埡皂市”,以“數字孿生”新質生產力,保障江埡、皂市水庫安全穩定高效運行,用科技賦能成果助力新階段澧水水利高質量發展。

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