数字孪生赋能 助力澧水安澜
2024年入汛以来,澧水流域先后遭遇多轮次强降雨过程,防汛形势十分严峻。面对流域突如其来的汛情以及上下游复杂多变的险情,澧水公司充分运用“数字孪生江垭皂市”先行先试成果,通过防洪兴利调度、工程安全智能分析预警、生产运营管理等业务应用,有效支撑了江垭、皂市水库精准预报、精细调度、科学决策,有效应对了多轮洪水过程,用科技赋能助力澧水安澜,在本次防汛大考中向流域人民交上了一份圆满答卷。
未雨绸缪 提前演练
为检验数字孪生江垭皂市先行先试成果的可靠性,确保防汛关键时期能够用得上、放心用,汛前澧水公司组建实操团队,积极参加长江委在武汉组织开展的2024年长江“35·7”洪水防洪调度演练。演练重点聚焦澧水流域1935年型特大洪水情景,运用“数字孪生江垭皂市”的防洪兴利调度、大坝安全分析预警两大业务功能,开展了流域层面的洪水情势预警与预演;从江垭、皂市两库库区淹没风险、澧水干流及两库坝下游河道堤防运行风险、澧南垸和西官垸两个蓄滞洪区分洪运用风险、江垭皂市大坝安全风险等多个维度,对不同调度方案的效益与风险进行评估和孪生展示,提出最优调度方案。通过本次演练,验证了数字孪生成果的可靠性,提升了实操团队的操作技能,为下一步在防汛工作中运用数字孪生成果做好了技术准备。
库区洪水演进与城镇淹没风险
精准预报 科学调度
“数字孪生江垭皂市”通过澧水公司自建的雨水情站点、并共享整合了澧水流域内400余个雨水情站点以及重要水库的监测数据,实时掌握流域整体雨情、水情和工情信息。
6月下旬,澧水流域迎来本年度第一场强降雨,26日至28日三日累计降雨量达170毫米。江垭水库28日17时出现最大洪峰流量2638立方米每秒,皂市水库28日17时出现最大洪峰流量3515立方米每秒。两个电站依托“数字孪生江垭皂市”开展实时滚动预报作业,调洪演算近百次,发布汛情信息120余条;并通过多轮“降雨—产流—汇流—预报—调度—演进—评估”全过程推演,研判选取最优调度方案,助力防汛会商精准决策。本次洪水过程中,江垭水库削峰2227立方米每秒,削峰率为84.2%,预测最高水位和实际最高水位仅差11厘米,准确率超过90%;皂市水库,预测洪峰3600立方米每秒,较实际偏差2.4%,预测洪量3亿立方米,较实际2.95亿立方米偏差1.7%,预测最高水位126.16米,较实际126.12米仅偏差4厘米。“数字孪生江垭皂市”赋能精准预报、科学调度,有效保障水库安全度汛。
防汛值班人员监视雨水情信息
利用平台进行预报调度
模拟预演 化解风险
“数字孪生江垭皂市”构建了一系列多尺度水文、水动力、工程调度、风险效益评估模型,可实现“降雨—产流—汇流—预报—调度—演进—评估”全过程模拟。通过专业模型的组件式耦合,可完成多场景灵活构建,实现在线快速正向与反向推演。
7月5日下午,湖南省华容县团洲垸洞庭湖一线堤防发生决口险情,湖南省委、省政府要求省内各大型水库积极配合拦洪。关键时刻,澧水公司运用“数字孪生江垭皂市”开展江垭、皂市水库联合调度推演,在仅下放最小下泄流量的前提下,快速模拟库区淹没情况,全面推演流域洪水风险,尽量减轻下游洪水压力。根据推演结论,在保障库区安全与澧水入湖控制站石门站不超12000立方米每秒(实际最大流量为7180立方米每秒)的前提下,7月5日至10日期间,江垭、皂市水库共拦蓄洪水0.85亿立方米,最大限度减少了澧水流域入湖流量,助力团洲垸决口处置顺利完成。
库区淹没风险分析
实时“体检” 保障安全
“数字孪生江垭皂市”集成了大坝安全监测自动化智能采集系统,实现了大坝安全信息采集、存储、处理、管理及分析全生命周期业务应用,实现了安全状态预测、在线监控预警、安全风险预演和预案智能响应等工程安全“四预”功能。
2024年入汛以来,澧水公司充分利用“数字孪生江垭皂市”安全监测智能感知体系,实现自动化加密观测,累计获取大坝变形、渗流、应力应变及温度监测数据超35万条,为工程安全“四预”提供了“算据”支撑;科学预测未来大坝变形、渗流、应力应变等重要物理量的变化趋势,依据分级监控指标体系实现在线实时预警。6月下旬至7月中旬,江垭、皂市工程遭遇极端暴雨工况,公司多次启动应急加密采集预案,可在1分钟内完成自动化巡测采集和安全性态评价,实现大坝安全实时“体检”,为保障工程安全提供了有力支持。
大坝安全自动化综合评价
智慧赋能 提质增效
“数字孪生江垭皂市”建设了生产运营管理业务应用,有效集成水调自动化系统、视频监控系统、电力生产管理系统,打通了工程运行各个业务环节,初步实现了工程运行管理的标准化、智慧化。
基于生产运营管理业务应用,电站巡检班组借助移动巡检APP完成工程巡检和设备巡检任务,及时发现并上报缺陷,相关缺陷均已通过缺陷处置流程完成闭环处理;通过两票管理模块,开具操作票及工作票,规范操作行为,保障生产安全;通过红外热成像视频监控水轮发电机组碳刷温度场分布,实时掌握发电机组汛期长时间满负荷运行工作状态,以便及时采取措施避免碳刷烧毁、停机事故,为工程安全运行提供了可靠保障。
生产运营管理
智能识别 守护安全
“数字孪生江垭皂市”建设了库区巡查管护业务应用,基于视频实时监测数据,利用漂浮物智能识别模型,对漂浮物实时在线识别,并将识别取证数据储存入库,同时发送警报通知;基于四乱智能识别模型,可识别江垭、皂市水库疑似违建图斑。澧水公司基于漂浮物取证图片和四乱识别图斑,对疑似问题项目均及时与相关单位和部门沟通,提醒其采取相应措施,持续保障库区行洪安全。
水面漂浮物智能识别
通过数字孪生成果在2024年防汛工作中的实操,澧水公司深刻体会到科技赋能的创新活力,下一步,公司将继续按照天游8娱乐检测中心和长江委的统一部署,继续强化技术创新,迭代优化“数字孪生江垭皂市”,以“数字孪生”新质生产力,保障江垭、皂市水库安全稳定高效运行,用科技赋能成果助力新阶段澧水水利高质量发展。
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